本文關(guān)鍵詞：基于X射線脈沖星的航天器自主導(dǎo)航濾波算法研究

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【摘要】：X射線脈沖星導(dǎo)航是以X射線脈沖星作為導(dǎo)航信號(hào)源的天文導(dǎo)航方法,其可高精度地為航天器提供在時(shí)空參考坐標(biāo)系下的位置、速度等導(dǎo)航參數(shù),具有可靠性強(qiáng)、精度高、自主性強(qiáng)等特點(diǎn),是航天器,尤其是深空探測航天器自主導(dǎo)航領(lǐng)域重要的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。本文主要以提高航天器的自主導(dǎo)航精度為目標(biāo),以脈沖星導(dǎo)航為背景,對(duì)自主導(dǎo)航濾波算法展開研究。首先,研究了與脈沖星導(dǎo)航相關(guān)的模型。闡述了導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)空模型;介紹了脈沖星的相位時(shí)間模型;建立了脈沖星的脈沖傳播模型;研究了脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)的軌道動(dòng)力學(xué)模型和觀測模型,為本文自主導(dǎo)航濾波算法的仿真研究奠定了基礎(chǔ)。為了減少系統(tǒng)模型誤差對(duì)航天器自主導(dǎo)航精度的影響,提出了基于非線性預(yù)測濾波(Nonlinear Predictive Filter,NPF)的脈沖星導(dǎo)航濾波算法,該算法可對(duì)系統(tǒng)軌道動(dòng)力學(xué)模型中存在的系統(tǒng)模型誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),修正導(dǎo)航系統(tǒng)模型。仿真結(jié)果表明,基于NPF的導(dǎo)航濾波算法比基于EKF(Extended Kalman Filter)和UKF(Unscented Kalman Filter)的導(dǎo)航濾波算法自主導(dǎo)航精度更高。為了降低脈沖星方向誤差對(duì)航天器自主導(dǎo)航精度的影響,提出了基于ASUKF(Augmented State Unscented Kalman Filter)和在線選星的脈沖星導(dǎo)航濾波算法,該算法一方面可有效減小甚至消除脈沖星方向誤差對(duì)航天器自主導(dǎo)航精度的影響,另一方面可在線選取最優(yōu)脈沖星組合,提高自主導(dǎo)航精度。仿真結(jié)果表明,基于ASUKF和在線選星的導(dǎo)航濾波算法比基于ASUKF的導(dǎo)航濾波算法自主導(dǎo)航精度更高。最后,研究了脈沖星導(dǎo)航仿真系統(tǒng)。將MATLAB和STK(Satellite Tool Kit)相結(jié)合,設(shè)計(jì)了導(dǎo)航仿真系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)論述了仿真系統(tǒng)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并對(duì)所設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)進(jìn)行了性能測試。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V448.2

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊廷高;南仁東;金乘進(jìn);甘恒謙;;脈沖星自主導(dǎo)航概述[A];2005年全國時(shí)間頻率學(xué)術(shù)交流會(huì)文集[C];2005年

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本文編號(hào)：1161796