星光导航原理及捷联惯性导航.pdf

《星光导航原理及捷联惯性导航.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第5期南京理工大学学报Vo1.31No.52007年10月JournalofNan.iingUniversityofScienceandTechnologyOct.2007星光导航原理及捷联惯导/星光组合导航方法研究穆荣军，韩鹏鑫，崔乃刚(哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要:该文在分析星光导航原理的基础上，给出了捷联惯导/星光飞行器组合导航方案;推证了该组合导航系统的状态方程和观测方程，分析了星敏仪量测误差。结合高超声速跨大气层再入飞行体的模拟飞行轨道，进行了组合导航数学仿真。结果证实该方案能够利用

2、星光导航信息对捷联惯导进行即时修正，表明捷联惯导/星光组合导航系统在较精确地获取载体姿态信息方面具有优越性。关键词:星敏仪;捷联惯导/星光;组合导航中图分类号:0666.1文章编号:1005-9830(2007)05-0585-05PrincipleofNavigationbyCNSandResearchonSINS/CNSIntegratedNavigationSystemMURong-jun,HANPeng-xin,CUINai-gang(SchoolofAstronautics,HarbinInstitJlteofTec

3、hnology,Harbin150001,China)Abstract:PrinciplesofnavigatingbyCNS(celestialnavigationsystem),andSINS(strap-downin•ertialnavigationsystem)/CNSareanalyzed.Basedontheseprinciples,equationsofstateandob•servationanderrorsinmeasurementarederived,andtheprojectofSINS/CNSisput

4、forward.TheintegratednavigationsysteminstantlyrevisestheSINSbythenavigationinformationofCNS.Resultsofmath-simulationonsub-realtracesofhypersonicreentηvehicle，provesthattheintegratednavi•gationsystempossessesadvantagesongraspingattheinfomationofattitudeinhigheraccura

5、cyandfeasibilityoftheproject.Keywords:starsensors;strap-downinertialnavigationsystem/celestialnavigationsystem;inte•gratednavigation星光导航(天文导航，celestialnavigationsys•体自动跟踪设备，能在白天观测三等星、夜晚观测tem,CNS)利用对星体的观调l数据来确定航行体七等星，并带有自动寻星、搜索和跟踪等功能[1)。的姿态和位置，2000年前就已经应用于航海。随目前，星敏仪(

6、或称星敏感器)的研制已达应着科技的发展，上世纪60年代出现了高精度的星用阶段。其精度比太阳敏感器高一个数量级，比收稿日期:2005-12-23修固日期:2007-06-11基金项目微小型航天器系统技术"长江学者和创新团队发展计划(IRT0520)作者简介:穆荣军(1969-)，男，辽宁大连人，副教授，博士，主要研究方向:飞行器组合导航、多导航传感器信息融合.E-mail:mu月un@hit.edu.cno586南京理工大学学报第31卷第5期地球敏感器高2个数量级[2]它的突出特点是精从地球惯性坐标系到导航坐标系(选取地理坐标度

7、高，能跟踪多颗恒星，且对磁场不敏感，自主隐系)的坐标变换矩阵Cf[3]可以表示为蔽，是一种有发展前途的导航方式。本文提出的e=捷联惯导/星光组合导航方案，利用星光导航信息[-m(t+λ)cos(tc+λ.)ol对捷联惯导进行修正，进而获得高精度的导航-sinL.cos(tc+儿)-sinL.sin(tc+λ.)cosLI信息。cosL.cos(tc+λ.)cosL.sin(tc+λ.)sinLI(4)1星光导航的基本原理式中:tc=tco+ωiet;气。为格林尼治时角，由导航起始点中天赤经(由星历查出)和地理经度λd两者恒星相

8、对于地球惯性坐标系(earthinertial之差求得;λe为当前时刻地理经度，L.为当前时刻coordinate,EIC)的运动非常缓慢，所以，可以认为地理纬度，地球自转角速度ωi.=72.92115uradls。在地球惯性坐标系中恒星是有动的，星体在地球惯性系中的位置为r