[发明专利]一种卫星方向矢量导航的观星序列规划方法

权利要求书

1.一种卫星方向矢量导航的观星序列规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：基于卫星可见性进行观测对象的初选；

步骤S2：基于初选结果，构建观星序列的表达式；

步骤S3：选择Fisher信息矩阵的行列式为观星序列的优化指标函数；

步骤S4：采用优化指标函数计算不同观星序列的指标值，选择指标值最大的观星序列为最优观星序列；

所述步骤S2中构建观星序列表达式具体是：

设飞行器携带的星敏感器共进行M个时刻的连续观测，然后将其划分为N段，每段观测内的观测对象为s_i，每段观测时长为t_i，其中i＝1,2,…,N；则观星序列P的表达式为：

P＝{(s₁ t₁),(s₂ t₂),…,(s_N t_N),}      (1)，

所述步骤S3中优化指标函数具体如下：

J＝trace(F)                 (2)，

其中，F表示Fisher信息矩阵，J为指标值，trace(·)表示求取矩阵的迹，为k时刻的测量方差，M为观星序列中的最后一个观测时刻，Φ_k,M为飞行器运动状态从k时刻到M时刻的状态转移矩阵，H_k为k时刻的测量矩阵。

2.根据权利要求1所述的卫星方向矢量导航的观星序列规划方法，其特征在于，所述步骤S1具体是：在已编目卫星数据库中，根据星敏感器的位置以及观测约束判断卫星是否可见，选出可见的卫星。

3.根据权利要求2所述的卫星方向矢量导航的观星序列规划方法，其特征在于，所述观测约束包括太阳光干扰、地球遮挡、地球阴影区、星敏感器探测距离以及星敏感器与观测对象的相对角速度。

4.根据权利要求1所述的卫星方向矢量导航的观星序列规划方法，其特征在于，在公式(3)中：

其中，ρ_k为k时刻观测对象到星敏感器的距离，n_k为k时刻观测对象相对于星敏感器的方向矢量，I_3×3为3×3的单位矩阵，0_3×3为3×3的零矩阵。

5.根据权利要求1所述的卫星方向矢量导航的观星序列规划方法，其特征在于，所述步骤S4中，对不同的观星序列采用智能优化方法获得指标值最大的最优观星序列。