踪 华 刘 嬿 杨 业

1.宇航智能控制技术国家级重点实验室,北京 100854 2.中国运载火箭技术研究院，北京 100076

导航技术在军用和民用领域起着巨大的作用。目前,占主导地位的导航技术有惯性导航和卫星导航,辅助性的导航技术有星光导航和地形匹配导航等。惯性导航技术存在积累误差,卫星导航容易受到干扰和破坏,星光导航受水平基准的限制,无法提供高精度的位置信息,此外,当飞行器跨沙漠、平原飞行时,地形匹配技术也无法实现。由此,需要发展一种自主的、无长期积累误差且具有较强抗干扰能力的导航定位技术。地磁场具有全天时、全天候和全地域存在的特点,因此近几年来基于地磁场的导航技术得到了重视[1-2],已成为重要的辅助导航方法之一,在多个领域得到了研究。

1 地磁导航技术的研究现状

1.1 以卫星为应用对象的地磁导航研究现状

低轨卫星的轨道高度在几百到一千公里之间,在此高度上,地磁异常场已经大大衰减,并且地磁外源场即使存在强扰动时也仅占内源场的百分之一,异常场和外源场对全球地磁场模型的影响可以忽略,因此可以通过全球地球主磁场模型来确定低轨卫星的轨道。

上世纪90年代初,美国康奈尔大学Psiaki领导的科研小组首先提出了利用地磁场确定卫星轨道的概念[3],此后,美国戈达德航天中心Deutschmann和Bar-Itzhack领导的科研小组也投入到了该方向的研究工作中。经过这2个科研小组以及其它各国学者研究,目前低轨卫星用地磁导航技术已经比较成熟。……