张朝飞，罗建军，龚柏春，朱战霞

（1. 西北工业大学 航天学院，西安 710072；2. 航天飞行动力学技术重点实验室，西安 710072）

一种复杂多介质环境下的视觉/惯性自适应组合导航方法

张朝飞1,2，罗建军1,2，龚柏春1,2，朱战霞1,2

（1. 西北工业大学 航天学院，西安 710072；2. 航天飞行动力学技术重点实验室，西安 710072）

针对空间交会对接地面混合悬浮微重力模拟实验中自主水下航行器的高精度实时导航问题，提出了一种复杂多介质环境下视觉/惯性自适应组合导航方案和算法。首先，以视觉定位系统的采样时标为基准对惯导系统的测量数据进行拟合，并通过惯导逆向导航的方法实现惯导与视觉定位系统的时间同步。然后，根据视觉系统量测噪声时变的特点，设计了可对量测噪声在线估计的指数渐消记忆型Sage-Husa自适应卡尔曼滤波组合导航算法。最后，通过实验验证了该组合方案和算法的有效性。实验结果表明提出的方法可以实现复杂多介质环境下的高精度实时导航，并且相比于测量数据未同步的标准卡尔曼滤波组合导航方式，其速度误差和位置导航误差分别降低了56%和64% 。

视觉定位系统；惯性导航系统；同步；自适应卡尔曼滤波；组合导航

利用自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)进行地面实验，模拟空间微重力环境中飞船卫星的交会对接，为空间交会对接提供重要的测量数据和实验验证，具有重要的实际应用价值。通过调整中性浮力设施，使AUV处于悬浮状态，从而满足天地一致性的等效试验条件。……