多模型自适应滤波及其应用研究

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1、Ａ击糾ｉｌ著ＧＥＡＮＨＮＯＬＯＧＹ０ＦＣＨＩＮ占ＵＮＩＥＮＤＴＥＣＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣ专业学位硕±学位论文？ＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ？Ｃｗｙ麵麵歴擊院．．专业学銭别工程顿壬学号２０１３２２０６０６１０－——＇作者姓名彭慧指导教师葛树志教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注

2、和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已鐘发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；曰期；年＾月义曰占一＾论文使用授杖本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可抖将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存、汇编学位论文。￣（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）一，Ｉ，省ｒ巧我Ｖ．、１‘°撕；ｊ＿刊…！：：名者签导师签作名賊日：日期年月会■分类号密级注1UDC学位论文多模型自适应滤波及其应用研究（题名和副题名）彭慧（作者姓名）指导教师葛树志教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称计算机技术提交论文日期2016.03.27论文答辩日期2016.05.16学位授予单位和日期电子科技大学2016.06答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进

4、分类法UDC》的类号。ResearchonMultiplemodelAdaptiveEstimationFilteringMehtodsandApplicationStudyAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:HuiPengSupervisor:ProfessorShuzhiGeSchool:SchoolofComputer&ScienceEngineering摘

5、要摘要随着深空探测任务的增加，自主导航技术变得越来越重要。对于转移轨道上的探测器而言，由于它离太阳与各个行星的距离比较远，近地轨道上的自主导航方法无法满足其导航要求，此时天文导航是非常有效的方法。天文导航是一种全自主的方法，具有精度高、误差不随时间而累积、抗干扰能力强以及可提供位置姿态等信息的优点，非常适合于远距离飞行、外界环境复杂多变、飞行时间长的导航任务。在火星探测器的转移轨道上，地球与火星轨道之间有很多近地小行星，我们可以利用观测小行星获得信息来确定探测器的导航信息。在此，我们采用四体模型作为导航系统的状态模型。由于采用小行星图

6、像信息和小行星星光矢量作为观测量，会出现姿态估计误差和敏感器指向误差；而采用星光角距作为观测量可以避免这两方面对导航精度的影响，故观测模型采用星光角距作为观测量。由于导航系统的状态方程和观测方程不可避免地出现误差，如果想获得更精确的状态估计值，就得用滤波估计方法系统的状态量进行估计。由于深空探测环境复杂多变，导航系统的状态模型噪声时刻变化，与单一模型相比，多模型自适应估计方法通过一组并行滤波估计器进行估计，并且时刻计算模型概率，符合这种过程噪声序列多变的需求，能达到自适应的效果。本文研究了多模型自适应估计与扩展卡尔曼滤波/无迹卡尔曼滤

7、波相结合的方法，形成多模型自适应扩展卡尔曼滤波与多模型自适应无迹卡尔曼滤波这两种方法，并将其用于基于小行星观测信息的自主天文导航系统上。通过仿真实验，将基于单一模型的天文导航系统与基于多模型的天文导航系统进行了详细的比较，说明引入多模型自适应方法，可增强系统对环境的适应性，明显提高天文导航系统的精度、连续性及可靠性。关键字：多模型自适应，无迹卡尔曼滤波，天文导航，扩展卡尔曼滤波IABSTRACTABSTRACTWiththeincreaseofdeepspaceexplorationmissions,technologyofauton

8、omousnavigationbecomesincreasinglyimportant.Whenitcomestotheprobesontransferorbit,sincetheyarerelativelyfarawa