[发明专利]一种空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法

权利要求书

1.一种空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法，其特征在于，包括：

建立空间非合作目标在观测卫星质心轨道坐标系下的相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型；

相对导航动力学模型为：

利用观测卫星轨道根数，将式(1)写为：

根据目标相对状态矢量X，将目标视线距离及视线角观测量Y＝[ρ,α,β]^T写为Y＝H(X,t)的形式，具体表达式为：

其中，μ为地球引力常数，r₀为观测卫星地心距，分别表示x、y、z三个方向上的摄动加速度，ω和分别表示观测卫星的轨道角速度和角加速度，(x,y,z)为观测卫星的坐标；e表示观测卫星轨道偏心率，f表示观测卫星轨道真近点角；α表示方位角，β表示高度角，表示测量系统误差，表示测量白噪声；

根据相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型，确定更新后的测量系统误差参数；

将更新后的测量系统误差参数代入测角测距相对导航观测模型的观测方程，对当前相对导航结果进行修正，并按照更新后的测量系统误差参数进行后续导航滤波解算。

2.根据权利要求1所述的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法，其特征在于，根据相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型，确定更新后的测量系统误差参数，包括：

根据相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型，解算得到测量残差、测量矩阵和卡尔曼增益矩阵；

根据测量残差、测量矩阵和卡尔曼增益矩阵，确定更新后的测量系统误差参数。

3.根据权利要求2所述的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法，其特征在于，根据相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型，解算得到观测残差、测量矩阵和卡尔曼增益矩阵，包括：

根据空间非合作目标运动状态先验信息，初始化目标相对状态矢量、协方差矩阵和观测噪声矩阵；

读取观测数据，根据目标当前最优估计状态及下次观测时刻，通过数值积分计算下次观测时刻目标相对状态矢量和协方差矩阵的估计值；

根据相对导航动力学模型计算测量残差、测量矩阵和卡尔曼增益矩阵。

4.根据权利要求2所述的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法，其特征在于，根据测量残差、测量矩阵和卡尔曼增益矩阵，确定更新后的测量系统误差参数，包括：

根据测量残差对目标相对状态矢量和协方差矩阵进行更新；

当观测量累积数目满足系统误差更新条件时，根据测量残差，利用单纯形-模拟退火混合算法，对测量系统误差参数进行修正，得到更新后的测量系统误差参数，使得当前累积测量残差达到极小。

5.根据权利要求1所述的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法，其特征在于，还包括：

当观测量累积至再次满足系统误差更新判据时，重新对测量系统误差及导航结果进行修正。

6.一种用于实现如权利要求1所述的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波方法的空间非合作目标相对导航系统误差补偿修正滤波系统，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于建立空间非合作目标在观测卫星质心轨道坐标系下的相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型；

参数确定模块，用于根据相对导航动力学模型与测角测距相对导航观测模型，确定更新后的测量系统误差参数；

修正模块，用于将更新后的测量系统误差参数代入测角测距相对导航观测模型的观测方程，对当前相对导航结果进行修正，并按照更新后的测量系统误差参数进行后续导航滤波解算。