UKF容错滤波在脉冲星组合导航中的应用
2014-10-21北京理工大学机电学院北京100081中国科学院空间科学与应用研究中心北京100190
中国惯性技术学报 2014年6期
关键词:测量
(1. 北京理工大学 机电学院,北京 100081;2. 中国科学院 空间科学与应用研究中心,北京 100190)
(1. 北京理工大学 机电学院,北京 100081;2. 中国科学院 空间科学与应用研究中心,北京 100190)
针对X射线脉冲星组合导航系统中测量野值导致的导航精度下降问题,利用基于残差正交性的Unscented Kalman Filter (UKF)容错滤波方法进行野值修正。在深空巡航段,采用基于X射线脉冲星和太阳观测的组合导航方式,用X射线探测器测量脉冲星光子到达时间,利用太阳敏感器测量太阳视线方向矢量,并利用联邦滤波结构进行信息融合。仿真结果表明,基于 UKF的容错滤波算法在脉冲星组合导航系统的应用中,能够对野值进行实时修正,避免了导航精度下降,提高了系统的鲁棒性和工程实用价值。
脉冲星;太阳敏感器;UKF滤波;野值检测;容错滤波
在深空探测活动中,往往存在时间延迟和精度不高的问题,而且地面测控资源有限,因此深空探测需要自主导航技术的支撑。X射线脉冲星自主导航技术具有高精度、高自主性的特点,是一种很有应用前景的航天器自主导航技术。该技术也将在美国宇航局NICER任务[1]中得到验证,我国也在积极开展相关的研制工作[2]。
然而,在长时间的深空飞行中,由于空间中太阳活动、宇宙射线、星际尘埃、元件故障等多种未知因素的影响,导航敏感器得到的探测信息中很容易存在野值,导致滤波结果变差,甚至发散,严重影响航天器在深空中的自主飞行安全。因此,需要研究基于野值检测和信息修正的容错滤波方法在X射线脉冲星自主导航中的应用。……
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