夏红伟，刁雁华，马广程，曹 卓，王常虹

（1. 哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心，哈尔滨 150001；2. 上海航天控制技术研究所，上海 200233）

基于扩展卡尔曼滤波的X射线脉冲星相对导航方法

夏红伟1，刁雁华1，马广程1，曹 卓2，王常虹1

（1. 哈尔滨工业大学 空间控制与惯性技术研究中心，哈尔滨 150001；2. 上海航天控制技术研究所，上海 200233）

X射线脉冲星作为一种天然时间基准，具有良好的周期稳定性，在深空探测航天器自主导航方面具有重要的应用前景。针对绝对导航的整周模糊度求解问题和相对导航的预报相位、标称轨道存储问题，提出了一种改进的相对导航方法，将前一时刻的航天器位置作为相对导航基准，建立航天器轨道动力学模型，采用扩展卡尔曼滤波算法，确定航天器的位置。最后，进行了数学仿真研究，仿真结果表明：脉冲星相对导航改进方案的导航精度达到1 km，滤波器一致渐进稳定，能够快速抑制初始误差和轨道根数的干扰，验证了导航方案的正确性和可行性。

深空探测；相对导航；X射线脉冲星；扩展卡尔曼滤波

X射线脉冲星具有良好的周期稳定性，作为一种天然时间基准，在深空探测航天器自主导航方面具有重要的应用前景[1]。目前国内的研究成果主要采用脉冲星绝对导航方式[2]，围绕整周模糊度的求解问题，提出了最小二乘法、空间搜索法和卡尔曼滤波方法[3-5]。前两种方法的导航精度不高，且受轨道根数等因素的影响较大。卡尔曼滤波方法将系统模型线性化，影响了导航精度。……