惯性∕星光∕天体矢量粒子滤波组合导航方法

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1、第45卷第6期航空计算技术voi．45No，6．2015年11月AemnauticalComputingTechniqtleNov．2015。22222222222252==2=======================．_========：=======惯性／星光／天体矢量粒子滤波组合导航方法林爱军，熊智，程娇娇，郁丰，刘建业(南京航空航天大学导航研究中心，江苏南京210016)摘要：由于卫星导航系统容易受到欺骗干扰，无法满足飞行器对导航参数的高可靠、高精度的澳l量要求。将捷联惯性导航系统、星敏感器提供的姿态信息和紫外敏感器提供的天体矢量信息等多种导航系统进行融合，构建惯性／星光

2、／天体矢量组合导航系统是实现未来飞行器高精度导航的保证。由于惯性／星光／天体矢量组合导航系统中存在系统非线性以及噪声统计特性不准确的特点，现有的线性扩展卡尔曼滤渡性能会降低，因此，提出了基于粒子滤波的惯性／星光／天体矢量组合导航滤波算法，并将其与基于扩展卡尔曼滤波的组合导航系统进行比较，仿真结果显示，基于粒子滤渡算法的惯彬星光／天体矢量组合导航系统具有更高的导航精度，表明算法能有效降低系统非线性以及噪声统计不准确对导航结果的不利影响。关键词：惯性导航系统；组合导航；非线性系统；粒子滤波中图分类号：v324文献标识码：A文章编号：1671．654X(2015)06．0052．04Ine

3、州al／Star／V∞toro埘ectsI眦gr神edNavig娟蚰柚gorimmB嬲ed帆PanideFnterUNAi-jun，ⅪONGZhi，CHENGJi∞-jiao，YUFeng，UUJi帅一ye(』、『劫瑶她t幻，l鼻cBs觚砒ce舭r，№，斫ng‰讹rs渺矿AeroM眦如口ndAstrDM眦妇，Ⅳ口，访昭210016，吼iM)A№t：％eGNSSis血krabletobedismptedbyinte蠡姗ce，aIldcaIlnotsati由tIlerequestS0fh蛐reli出l畸舳dh曲precisionforthenavigationsystemofveIIic

4、le．IntegratingsINs，theanjtudei晌眦-tionprovidedbystarsen∞randtlleVectorobjectsprovidedbyt}leultravioletsensoristheassu瑚ceofrealizinghighprecisioninfutureVehiele．Because0ftllenonlinearnatureal】dinaccuracynoisestatisticsininertiaL／star／vectorobjectsintegratednavig撕onsystem，tlleped’o珊aIlceoftllee】【i

5、stingKalm锄fiherseemstode铲adesigIlific锄ny．GiventlIispmblem，出isp印erproposesaninertiaL／star／vectorobjectsin-tegmtednavigational咖tllmb鹊edonpaniclefilter．ThesimulationresIlltsshowtllatthep。叩oseda190一ritllmh硒higherna、rigationprecision，whichindicatesthisa190ritIlmcane珏．ectivelyreducethenegatiVeimpactb

6、rou曲tbysys￡emnolllineara11dtlleinaccuracynoisestatistics．Keywords：inertialr哪igationsystem；irlte黜dnavigation；n矗KrIearsystem；particlef订ter引言随着对空间动态载体导航定位精度要求的提高，多传感器组合导航系统成为众多学者的研究对象，并在空间导航技术领域得到广泛应用。但是典型的以惯性导航为基础的惯性／卫星单一组合导航系统，由于卫星导航系统容易受到欺骗干扰，从而无法满足飞行器对导航参数的高可靠、高精度的测量要求¨‘3J。因此，将捷联惯性导航系统、星敏感器提供的

7、姿态信息和紫外敏感器提供的天体矢量信息等多种导航系统进行融合，构建惯性／星彤天体矢量组合导航系统是实现未来飞行器高精度导航的保证14。5J。惯性导航系统具有自主性和输出多种较高精度导航参数(位置、速度、航向和姿态等)的特点，但其误差随工作时间积累，精度随工作时间降低，通常采用卡尔曼滤波算法对其误差进行滤波估计以提高工作精度。虽然卡尔曼滤波器在惯性导航系统和组合导航系统中的应用受到了人们的广泛重视，但其仅适用于线性系统，模型线性化会给系统带来一定的误差；另一