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基于Unscented卡尔曼滤波器的卫星自主天文导航研究 被引量：20
1
作者 张瑜 房建成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期646-650,共5页
针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法,建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的,利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针... 针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法,建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的,利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针对非线性系统的估计新方法。本文提出将Unscented卡尔曼滤波用于自主天文导航。计算机仿真结果显示Unscented卡尔曼滤波的估计精度远优于推广的卡尔曼滤波。 展开更多
关键词 自主天文导航 星光大气折射 Unscented卡尔曼滤波器
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卫星自主导航中25～60公里星光大气折射模型研究 被引量：12
2
作者 王国权 金声震 +1 位作者 孙才红 宁书年 《科技通报》 2005年第1期106-109,121,共5页
星光大气折射法是卫星自主导航技术发展起来的一种新的导航方法,直接影响其精度的主要因素是星光大气折射模型的不确定性.本文在研究卫星自主导航方法和大气折射原理及平流层大气的实际状态和基本变化规律的基础上,基于地球大气密度的... 星光大气折射法是卫星自主导航技术发展起来的一种新的导航方法,直接影响其精度的主要因素是星光大气折射模型的不确定性.本文在研究卫星自主导航方法和大气折射原理及平流层大气的实际状态和基本变化规律的基础上,基于地球大气密度的实验数据,给出了平流层大气密度随高度变化的模型.采用球形大气分层的研究方法,根据光在湍流大气中的传播机理和卫星、地球、星光切线高度之间的几何关系以及光学定律推导出的折射角与大气密度的关系式,建立了星光大气折射模型,给出了影响导航精度的高度范围25～60公里的星光大气折射角随切线高度变化的经验公式.仿真结果表明,符合大气折射的变化规律,与现有的经验公式吻合较好,而且考虑了大气密度实际变化的影响,并有较大的实际应用价值. 展开更多
关键词 飞行器控制 导航技术 卫星自主导航 星光大气折射 数学模型 经验公式
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航天器天文导航模糊自适应卡尔曼滤波研究 被引量：8
3
作者 张瑜 房建成 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期735-738,共4页
星光折射间接敏感地平的自主天文导航方法能够获得很高的导航精度 ,但由于大气密度模型时空分辨率不高 ,这种方法所敏感的地平有可能出现较大的瞬时误差 ,从而导致导航滤波器精度降低 ,有时甚至发散 .为了解决这一问题 ,提出将模糊推理... 星光折射间接敏感地平的自主天文导航方法能够获得很高的导航精度 ,但由于大气密度模型时空分辨率不高 ,这种方法所敏感的地平有可能出现较大的瞬时误差 ,从而导致导航滤波器精度降低 ,有时甚至发散 .为了解决这一问题 ,提出将模糊推理系统应用于自主天文导航 ,研究基于Unscented卡尔曼滤波的模糊自适应算法 ,使导航滤波器在观测值异常时具有一定的自适应能力 . 展开更多
关键词 自主式导航 自适应滤波 星光大气折射 UNSCENTED卡尔曼滤波 模糊推理系统
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高空长航时无人机高精度自主定位方法 被引量：13
4
作者 王新龙 马闪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B05期39-45,共7页
针对传统基于轨道动力学模型及非线性滤波进行间接敏感地平天文导航定位方法在实际应用中的局限性,提出了一种适用于高空长航时无人机自主导航定位的快速间接敏感地平天文解析定位新方法。分析了星光折射视高度天文量测的机理,导出天文... 针对传统基于轨道动力学模型及非线性滤波进行间接敏感地平天文导航定位方法在实际应用中的局限性,提出了一种适用于高空长航时无人机自主导航定位的快速间接敏感地平天文解析定位新方法。分析了星光折射视高度天文量测的机理,导出天文三维定位的解析表达式,详细阐述了利用最小二乘微分校正法代替非线性滤波的天文定位方法,通过直接求解非线性量测方程组即可得到飞行器的精确位置信息,并对这种定位方法的定位精度进行了理论分析。该天文定位方法利用了星光折射间接敏感地平精度高的特点,又不需要飞行器动力学模型也不需要任何先验知识,算法简单可靠,计算量小,而定位精度与传统方法相当。最后,通过计算机仿真,验证了这种天文定位方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 自主导航 天文导航 星光大气折射 最小二乘估计
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大气层内载体星光折射间接敏感地平定位可行性分析 被引量：3
5
作者 詹先军 王新龙 +1 位作者 胡晓东 丁小昆 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第1期107-112,共6页
星光折射间接敏感地平定位方法具有自主性强、精度高、成本低等特点,是一种很有应用前景的新型天文导航方法。目前,传统的星光折射间接敏感地平定位方法是以大气层外载体为应用对象而提出的一种天文定位方法,然而绝大部分载体主要工作... 星光折射间接敏感地平定位方法具有自主性强、精度高、成本低等特点,是一种很有应用前景的新型天文导航方法。目前,传统的星光折射间接敏感地平定位方法是以大气层外载体为应用对象而提出的一种天文定位方法,然而绝大部分载体主要工作在大气层内,为了分析这种星光折射间接敏感地平定位方法应用于大气层内载体的可行性,本文首先基于折射定律和球形大气模型建立了星光大气折射模型,分析了根据星光折射角与载体位置之间的关系进行星光折射间接敏感地平定位的工作机理,进而通过定量分析载体在大气层内、外观测的折射角偏差,对星光折射间接敏感地平定位方法在大气层内应用的可行性进行论证与分析。结果表明,传统星光折射间接敏感地平定位方法只适用于在40 km以上至大气层外飞行的载体,若能利用高度计获得载体的粗略高度,可以将星光折射间接敏感地平定位方法应用于大气层内飞行高度在20~40 km的飞行载体。 展开更多
关键词 天文导航 星光折射导航 间接敏感地平定位 星光大气折射 折射角 数学模型
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星光折射导航星的改进三角识别捕获 被引量：3
6
作者 李旻珺 杨博 胡静 《航天控制》 CSCD 北大核心 2012年第1期33-39,共7页
高精度星光折射间接敏感地平的自主导航方法,目前被国内外尤为关注。本文通过对星光折射导航观测对象———导航星捕获的研究,采用了改进的三角匹配算法并结合恒星星表,确定出导航观测星星光方向,同时依据对飞行器在轨观测星的几何关系... 高精度星光折射间接敏感地平的自主导航方法,目前被国内外尤为关注。本文通过对星光折射导航观测对象———导航星捕获的研究,采用了改进的三角匹配算法并结合恒星星表,确定出导航观测星星光方向,同时依据对飞行器在轨观测星的几何关系推导,利用Unscented卡尔曼滤波算法确定航天器的在轨位置和速度。该方法能比较真实地模拟飞行器实际在轨的导航情况。仿真表明,真实星表导航精度大于人造星场;通过比较导航系统捕获20,40,60,80颗折射星的4种情况,可知捕获到的导航星的数量越多,导航精度也随之提高。 展开更多
关键词 自主导航 星光大气折射 改进的三角匹配 星敏感器
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组合大视场星敏感器星光折射卫星自主导航方法及仿真 被引量：4
7
作者 王国权 金声震 +1 位作者 孙才红 宁书年 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期529-532,共4页
通过分析影响星光折射法卫星自主导航精度的因素,给出一种高精度自主导航的新方法。即利用组合大视场星敏感器,同时观测整个地球边缘的三颗恒星,通过卫星、地球、恒星方向之间的位置关系及给出的星光大气折射模型,精确确定地心方位,实... 通过分析影响星光折射法卫星自主导航精度的因素,给出一种高精度自主导航的新方法。即利用组合大视场星敏感器,同时观测整个地球边缘的三颗恒星,通过卫星、地球、恒星方向之间的位置关系及给出的星光大气折射模型,精确确定地心方位,实现高精度自主导航。结合推广的卡尔曼滤波算法,建立了该方法的仿真模型,以某地球同步卫星为背景,利用模拟数据进行了系统仿真。仿真结果表明,该新方法具有较高的导航精度。 展开更多
关键词 组合大视场星敏感器 星光大气折射模型 卫星自主导航 仿真模型 系统仿真
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