陈 凯 殷 娜 刘明鑫

西北工业大学航天学院，西安710072

临近空间通常是指距地面20km～100km处的空域，临近空间区域包括大气平流层的大部分区域、中间大气层区域和部分电离层区域。临近空间下面的空域是传统航空器的主要活动空间，其上面的空域是传统航天器的运行空间。顾名思义，临近空间飞行器是指高于普通飞行器飞行空间，而低于轨道飞行器运行空间区域的飞行器，临近空间飞行器在临近空间巡航飞行[1]。

本文探讨临近空间飞行器捷联惯导算法。以助推-滑翔高超声速飞行器为例，临近空间飞行器的飞行剖面主要包括助推段、自由弹道段、弹道再入段、弹道爬升段和滑翔段等飞行阶段[2]。从飞行阶段看，助推段、自由弹道段、弹道再入段和弹道爬升段等阶段，属于航天领域的飞行轨迹，控制系统需要航天体系下的导航数据进行制导控制；而滑翔段飞行器沿着地球表面飞行，以地球表面作为参考，属于航空领域的飞行轨迹，控制系统需要航空体系下导航数据进行制导控制。可见，高超声速飞行器具有航天和航空的双重飞行控制和导航需求。

一般认为，航天和航空2个领域的捷联惯导算法，是为适应各自领域的应用而设计，二者互不相关。张卫东研究了航天体系下运载火箭的捷联惯导算法[3]，航天体系下飞行器的典型特点是垂直发射，典型的飞行弹道是在射面附近。熊智针对高超、空天飞行器在发射过程中需要直接获得发射惯性系下的高精度导航参数的需求，研究了发射惯性系下弹载组合导航系统[4]。……