Tecnologia de navegação combinada estrela-inercial baseada na observação da luz estelar de satélites

YAN Pengbo ,  

LI Jiabao ,  

ZHANG Hui ,  

XU Xiaodan ,  

AN Yuehan ,  

QIAO Chuan ,  

摘要

Para resolver o problema grave da severa limitação no desempenho dos dispositivos de navegação inercial da plataforma em ambientes com interferência, foi proposta uma tecnologia de navegação combinada baseada na observação da luz estelar de satélites usando sensor estelar/navegação inercial combinada. Através do pré-processamento do mapa estelar, são identificadas as estrelas e os satélites no campo de visão do sensor estelar; utilizando as informações das estrelas observadas para determinar a atitude atual do sistema, calculando a posição do satélite no sistema fixo centrado na Terra no instante atual com base nas efemérides dos satélites, determinando a relação vetorial entre a plataforma e a posição do satélite, estabelecendo a equação de medição; finalmente, combinando a equação de estado do sistema baseado no modelo de erro da navegação inercial, utiliza-se o algoritmo de filtro de Kalman para corrigir a informação de posição proveniente da saída da navegação inercial. Em comparação com as estrelas, a distância entre o satélite e o observador é limitada, portanto a observação do satélite pode fornecer informação de posição, evitando que o erro de posição da navegação aumente com o tempo e possuindo alto valor de aplicação engenharia. Através de simulações, analisou-se o impacto dos erros de medição estelar dos diferentes sensores estelares e dos erros nas efemérides dos satélites na precisão da navegação do sistema; os resultados mostraram que o método possui alta precisão. Finalmente, a eficácia do sistema de navegação foi verificada por meio de experimentos de navegação estática, os resultados mostraram que o erro de posição da navegação combinada em 2 horas é melhor que 41,42 m, e a precisão da posição de navegação é melhor que 150 m para diferentes erros de posição inicial.

关键词

Observação de satélites;Navegação combinada estrela-inercial;Filtro de Kalman;Análise de erros

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