[发明专利]一种基于光谱红移误差观测方程的组合导航方法

说明书

本发明公开了一种基于光谱红移误差观测方程的组合导航方法，应用于飞行器中，通过捷联惯导导航系统获取飞行器的系统状态向量；其中，系统状态向量包括在东北天导航坐标系下的速度矢量；根据速度矢量确定第一光谱红移值；通过红移导航系统获取的第二光谱红移值；根据第一光谱红移值和第二光谱红移值，确定光谱红移误差；通过光谱红移误差对系统状态向量依次进行状态预测和量测更新，得到第一系统状态信息；本发明降低了捷联惯导导航系统由于长期运行产生的误差，提高了导航系统的可靠性和自主性。

技术领域

本发明属于飞行器导航技术领域，具体涉及到一种基于光谱红移误差观测方 程的组合导航方法。

背景技术

随着科学技术发展，提高导航技术的自主性与可靠性已成为导航领域学者和 工程技术人员研究中的重点。目前，常用导航方法主要有捷联式惯性导航系统 (SINS)，无线电导航、卫星导航(GNSS)以及天文导航(CNS)等。

SINS具有结构简单，自主性强，能够连续提供载体的位置、速度和姿态信 息，可以全天候使用等优点，但SINS输出的导航信息是经过积分得到的，导航 误差随时间积累，因而单一的SINS难以满足长时间高精度导航的要求。

无线电导航是指通过无线电信号传播进行目标定位和导航的手段。该方法具 有全天候能力，使用方便等优点。但无线电导航受地面台覆盖区域的限制，系统 工作与无线电波传播条件有关，容易受到人工干扰的影响，同时依赖地面站通讯 和人为操作，自主性低。

GNSS如GPS、北斗等以其高精度的特点，在军用和民用等领域已得到广泛 应用。但其信号易受干扰，在山区、隧道、地下室等信号接收环境较差的地方， 导航精度严重下降，甚至会因为接收不到卫星信号而导致无法进行导航和定位。

CNS具有导航误差不随时间积累，抗电磁干扰能力强等优点。但需要筛选大 量星体，导航稳定性受制于多种因素，且不能直接测速。

上述导航系统均具有不同的缺陷，难以实现长期导航的自主性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光谱红移误差观测方程的组合导航方法，采用 光谱红移导航子系统辅助纠正了捷联惯导系统速度，提高了导航系统的可靠性和 自主性。

本发明采用以下技术方案：一种基于光谱红移误差观测方程的组合导航方 法，应用于飞行器中，包括以下步骤：

通过捷联惯导导航系统获取飞行器的系统状态向量；其中，系统状态向量包 括在东北天导航坐标系下的速度矢量；

根据速度矢量确定第一光谱红移值；

通过红移导航系统获取的第二光谱红移值；

根据第一光谱红移值和第二光谱红移值，确定光谱红移误差；

通过光谱红移误差对系统状态向量依次进行状态预测和量测更新，得到第一 系统状态信息。

进一步地，还包括：

通过天文导航系统获取飞行器的第二位置矢量，以及获取系统状态向量中的 第一位置矢量；

根据第一位置矢量和第二位置矢量，确定位置误差；

通过位置误差对系统状态向量进行状态预测和量测更新，得到第二系统状态 信息；

对第一系统状态信息和第二系统状态信息进行组合滤波，生成最终系统状态 信息。

进一步地，对第一系统状态信息和第二系统状态信息进行组合滤波之前还包 括：

基于卡方检验方法，以光谱红移误差和第一系统状态信息为输入值，确定第 一卡方检验统计量；

当第一卡方检验统计量小于等于第一阈值时，继续执行。