周博超,李勇,*,张艾,崔世航

1.中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室,北京 100094 2.北京空间机电研究所,北京 100094

1 引言

卫星自主轨道确定是指卫星不依赖地面支持,仅利用星载测量设备得到的数据对卫星轨道参数的估计或计算,影响其精度的主要因素包括动力学建模误差及敏感器测量误差。

如果对于模型误差没有任何先验信息,可以采用自适应滤波技术或鲁棒滤波技术,如强跟踪滤波器[1]、偏差分离鲁棒滤波[2]、基于神经网络的滤波算法[3]等。但是,这些算法主要是增强算法的自适应能力,对于常值偏差及可以视为分段常值的慢时变误差这种统计特性比较清楚的情况,采用将偏差扩增为状态进行估计的方式能够得到更好的估计效果。如对于动力学模型误差,可以采用约化动力学的方式对动力学模型误差进行补偿。约化动力学方法会引入一个过程噪声向量,用来表示施加于用户卫星上的一个假设的三维力,并将其与状态同时进行估计[4-5]。对于测量中的系统误差,处理的一般方法也是将其视为未知偏差扩增为状态后进行估计,估计的性能取决于其对应的偏差状态增广系统是否具有完全的能观性。张春青等利用了线性时变系统的能观性理论给出了测量偏差为常值时卫星自主定轨系统扩增状态后系统的能观性证明[6-7]。但同时考虑动力学建模及测量中都含有系统误差的情况更加复杂,能否仅用观测的卫星位置矢量解算出卫星的位置速度及所有的偏差是一个值得讨论的问题。……