改进的联邦滤波算法在卫星星座自主导航中的应用

摘要

随着卫星上传感器的种类和数量越来越多,如何将其信息有效的组织并充分利用,是卫星星座自主导航中的关键问题.本文的研究对象为由三颗卫星构成的星座,针对每颗卫星上星敏感器、紫外地球敏感器及星载无线电测距设备的测量信息,构造了包含三个子系统的联邦滤波器,实现了星座的自主导航.为了避免联邦滤波器中加权矩阵的求逆运算,降低计算量,部分文献中提出了相关的解决方法,现将主要的两种改进的加权方法进行总结,并通过仿真验证了两种不同方法的有效性.同时,在星间距离部分,针对参考卫星的位置信息存在的估计偏差,利用了对测量方程进行二重泰勒展开的方法,对这部分的估计偏差进行了修正,仿真结果表明修正方法极大地提高了星座的导航精度, 证明了此方法的可行性.