[发明专利]一种基于改进MMUPF滤波的火星探测器自主天文导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天导航技术领域，可应用火星探测器或其他绕行星飞行探测器导航参数的精确确定，特别涉及一种基于改进MMUPF滤波方法(改进多模型UPF滤波方法)的火星探测器自主天文导航方法，适用于转移轨道上的深空探测器的导航定位。 

背景技术

行星探测器在其转移轨道运行中，所受的太阳及各行星引力的大小会随其位置的变化而变化，当距离某颗行星较远时，其引力可忽略不计，但当距离较近时，则行星的引力就会增大，并对探测器的轨道运动产生较大的影响，因此在行星探测器的轨道运动中，其轨道动力学模型不是一成不变的，而是连续变化的。 

由于行星探测器在其转移轨道运行中动力学模型建立不准确，测量的量测量也存在的噪声，所以要采用滤波的方法，减小模型误差和量测噪声。 

以往的滤波方法，如IMM和MMPF方法，由于行星探测器在其转移轨道运行中，轨道动力学模型连续变化，为了获得好的滤波效果，预先设置大量的子模型，且在滤波过程中保持不变，从而估计出导航参数，但大量的子模型滤波增加了计算量，直接影响了导航的实时性。 

综上，由于行星探测器在转移轨道运行中的轨道动力学模型是连续变化，而目前所采用的滤波方法，要设置大量子模型，对应动力学模型连续变化的问题，但是由于是子模型之间的切换，并不是实时连续变化，也因此导航精度较低；由于设置了大量的子模型，导致计算量大，影响了导航的实时性。所以目前在转移轨道运行的深空探测器采用目前的滤波方法导航精度不高、实时性差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有滤波方法的精度低、计算量大的不足，提供一种精度高、自主性强的转移轨道上火星探测器自主天文导航方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种基于改进MMUPF滤波方法的火星探测器自主天文导航方法，首先对处于转移轨道上的深空探测器进行精确建模，其中系统模型采用四体Singer模型，然后以星光角距作为量测量；最后采用一种新的滤波方法改进MMUPF滤波方法进行导航参数的最优估计，解决当距离不同时，行星引力大小和轨道动力学模型变化连续变化的间题，确定火星探测器或转移轨道上的行星探测器的导航参数，显著提高导航 精度； 

具体包括以下步骤： 

1.建立基于轨道动力学的转移轨道上火星探测器导航系统状态方程： 

r..ps=-μsrpsrps3-μm[rpmrpm3-rsmrsm3]-μe[rperpe3-rserse3]+a---(1)]]>