[发明专利]一种深空探测飞行器惯性-天文组合导航方法

权利要求书

1.一种深空探测飞行器惯性-天文组合导航方法，其特征在于，包含步骤：

S1、建立日心惯性坐标系、建立日心轨道坐标系；基于光学敏感器测量得到的角度计算飞行器相对太阳在日心惯性系的方向矢量；

步骤S1中所述基于光学敏感器测量得到的角度计算飞行器相对太阳在日心惯性系的方向矢量，包含步骤：

S11、根据光学敏感器测量的敏感器量测系下滚动角俯仰角θ_s，解算飞行器太阳矢量在飞行器的滚动角俯仰角θ；其中ψ为光学敏感器在水平面内安装角度；

S12、根据飞行器太阳矢量在飞行器的滚动角俯仰角θ，计算飞行器相对太阳在本体系的方向矢量

S13、解算飞行器相对太阳在日心惯性系的方向矢量

其中，C_J2000←b为飞行器至J2000惯性系旋转矩阵，其由星敏感器测量得到的本体相对惯性系四元数计算得到，

S2、计算地球相对太阳在日心惯性系的方向矢量；

S3、根据惯导测量结果，解算飞行器相对地心在日心惯性系方向矢量；

步骤S3中，计算飞行器相对地心在日心惯性系方向矢量的具体方法为：

其中，为飞行器相对地心在日心惯性系方向矢量；r_{b_J2000}为根据惯导测量得到的飞行器在J2000惯性系位置；

S4、计算飞行器相对太阳在日心惯性系方向矢量；

步骤S4中，计算飞行器相对太阳在日心惯性系方向矢量的具体方法为：

其中，为飞行器相对太阳在日心惯性系方向矢量，为地球相对太阳在日心惯性系方向矢量

S5、基于方向矢量误差采用PI滤波估计位置/速度误差修正量；

S6、基于位置/速度误差修正量进行惯性-天文组合导航。

2.如权利要求1所述的深空探测飞行器惯性-天文组合导航方法，其特征在于，步骤S2中计算地球相对太阳在日心惯性系的方向矢量的具体方法为：

其中为地球相对太阳在J2000惯性系的方向矢量，为太阳矢量在J2000惯性系的方向矢量。

3.如权利要求1所述的深空探测飞行器惯性-天文组合导航方法，其特征在于，步骤S5具体包含：

S51、计算飞行器相对太阳在日心惯性系位置误差其中

S52、采用PI滤波估计位置误差修正量；对位置误差Δr进行限幅，惯导解算第k步位置误差修正量为限幅后第k步位置误差，k_p,r为速度误差修正量估计比例系数；k_p,r为3×3对角阵，能够独立估计位置误差修正量；i表示x、y、z三轴；

S53、基于PI滤波估计速度误差修正量；由第k步位置误差修正量dr_i,k估计第k步速度误差修正量dv_i,k；对dr_i,k限幅防止积分饱和，设对dr_i,k限幅后的第k步位置误差修正量为惯导解算第k步速度误差修正量dv_i,k，得到其中，k_p,v为速度误差修正量估计比例系数，k_p,v为3×3对角阵，能够独立估计速度误差修正量。