詹银虎，郑　勇，张　超

信息工程大学导航与空天目标工程学院，河南 郑州 450001



测日定位中病态问题的有偏估计及精度分析

詹银虎，郑勇，张超

信息工程大学导航与空天目标工程学院，河南 郑州 450001

目前月球/火星车上均搭载有太阳敏感器用于导航，但需要较长的跟踪观测时间才能实现绝对定位，影响了导航的实时性。本文研究如何在超短的跟踪观测时间(1～2 min)内，实现测日绝对定位。首先推导了高度法定位的最小二乘法求解模型，并首次从病态问题的角度看待测日定位问题，采用奇异值分解法对病态问题进行了诊断。通过仿真算例，将有偏估计的方法应用于测日定位，并对不同有偏估计方法进行了比较。仿真计算结果表明，有偏估计总是能够改善初值的精度，明显优于最小二乘法。但初值的选取对有偏估计的影响非常显著，有偏估计总是将初值沿着太阳的指向稳定收敛到一条与太阳指向垂直的直线上，且这条直线通过真值。

月球/火星车导航；天文定位；最小二乘法；病态问题；有偏估计；均方根误差

美国勇气号和机遇号火星车自2004年登陆火星以来，已在火星表面服役将近12年，高精度的火星车导航定位对安全行驶和科学考察发挥了非常重要的作用[1]。目前，火星车在行进过程中，主要采用航迹推算的方法实时获取位置。其基本原理是利用自身搭载的Pancam相机作为太阳敏感器，在初始位置已知的情况下，观测太阳确定车体的绝对航向，然后融合里程计和惯性导航设备的输出信息，实现载体的位置推算，即进行相对定位。……