[发明专利]基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法

权利要求书

1.一种基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法，其特征在于，包括：

步骤1，将探测器的位置和速度和木星的位置和速度作为系统状态量，根据轨道动力学建立系统状态模型；

步骤2，通过测角敏感器获得星光角距量测量；

步骤3，根据星光角距量测量建立星光角距量测模型；

步骤4，通过X射线脉冲星探测器获得脉冲到达时间量测量；

步骤5，根据脉冲到达时间量测量建立脉冲到达时间量测模型；

步骤6，通过无迹卡尔曼滤波在线估计修正木星的位置和速度，获得探测器的位置和速度估计信息；

所述步骤1具体包括：

将探测器的位置和速度和木星的位置和速度作为系统状态量，如下所示：

其中，X_p＝[r_p v_p]^T，r_p表示探测器相对木星的位置，v_p表示探测器相对木星的速度矢量，X_j＝[r_j v_j]^T，r_j表示木星相对太阳的位置，v_j表示木星相对太阳的速度矢量；

所述步骤1还包括：

系统状态方程，如下所示：

其中，r_p表示探测器相对木星的位置，v_p表示探测器相对木星的速度矢量，r_j表示木星相对太阳的位置，v_j表示木星相对太阳的速度矢量，分别为r_p、v_p、r_j、v_j的导数，||·||表示矢量的2范数，||·||表示||·||的立方，μ_j表示木星的引力常数，μ_s表示太阳的引力常数，r_ps表示探测器相对太阳的位置矢量，r_sj＝r_p-r_ps表示太阳相对木星的位置矢量，w_p表示探测器受到的各种扰动造成的过程噪声，w_j表示木星受到的各种扰动造成的过程噪声；

将式(2)表示为如下所示：

其中，表示状态量X的导数，表示时刻t的f(X(t),t)表示系统非线性状态转移函数，w＝[0 w_p 0 w_j]^T表示系统过程噪声矢量，w(t)表示时刻t的w；

步骤2具体包括：

利用测角敏感器获得探测器与木星及背景恒星间的星光角距，将星光角距作为量测量建立星光角距量测模型，如下所示：

其中，α₁、α₂和α₃分别表示探测器与木星及三颗背景恒星间的星光角距，r_p表示探测器相对木星的位置，s₁、s₂和s₃分别表示惯性系下三颗背景恒星的方向矢量。

2.根据权利要求1所述的基于在线估计的木星探测器测角/测距组合导航方法，其特征在于，步骤3具体包括：

将星光角距作为量测量Z₁＝[α₁ α₂ α₃]^T，建立星光角距量测模型的表达式，如下所示：

Z₁＝h₁[X(t),t]+V₁(t) (5)

其中，h₁[X(t),t]表示星光角距的非线性连续量测函数，V₁(t)表示t时刻星光角距的量测噪声。