基于机载星体跟踪器的天文定位算法研究

摘要

相对于弹载、星载平台,高空远程长航时机载平台下的天文导航CNS/惯性INS组合导航系统需要克服大气环境和背景噪声对天文观测的影响.基于小视场的星体跟踪器以其单星观测信噪比高、观星效果好且技术成熟,而在国外机载平台上已经得到了广泛的应用.基于此,针对国内对机载星体跟踪器天文导航技术的需求,本文研究了基于机载星体跟踪器的天文定位算法.首先,分析了机载平台下基于小视场星体跟踪器的天文观星特点;其次,选用高度差法作为天文定位算法,分析了高度差法的误差特性以及估计性能,发现高度差法的天文定位精度与观测双星的方位张角有关,结合已知的恒星星历信息提出了天文定位最佳选星方案,以此提高了高度差法的天文定位精度.实现了CNS/INS组合导航系统仿真,利用卡尔曼滤波完成了对INS位置信息的估计.仿真结果表明,基于最佳选星方案的高度差天文定位算法精度较高,有效地校正了INS的位置信息,提高了CNS/INS组合导航精度.