[发明专利]一种基于自适应滤波的空间飞行器制导工具在轨标定方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应滤波的空间飞行器制导工具在轨标定方法。本发明利用捷联惯导输出的载体位置、姿态与星敏感器输出的姿态矩阵来构造量测，建立量测方程。设计自适应滤波算法，经过滤波计算获得陀螺仪随机常值漂移和星敏感器安装误差的估计值，从而实现组合系统的在轨自标定。本发明克服了现有制导工具误差分离技术“天地不一致”的不足，能够实时、在轨标定出制导工具的误差系数，算法简单，便于工程化。

主权项

1.一种基于自适应滤波的空间飞行器制导工具在轨标定方法，其特征为包括以下步骤：/n步骤(A)：建立滤波标定模型，滤波标定模型包括系统状态方程和观测方程，其中，系统状态方程为：/n /n状态变量φ表示平台失准角误差，δV表示速度误差，δr表示位置误差，A_g表示陀螺安装误差，b表示陀螺漂移误差，A_a表示加速度计安装误差，表示加速度计偏置，η_g和ε_g分别为陀螺测量噪声和加速度计测量噪声；/n /nx,y,z表示飞行器在发射惯性坐标系下的坐标，r表示飞行器到发射惯性坐标系原点的位置；/n 为飞行器本体系到发射惯性系的转换矩阵，为陀螺测得的本体系相对于发射惯性系的角速度在本体系的投影，f^b为加速度计测得的比力在本体系的投影；/n观测方程为：/n /n /n /n其中，Z(t)中的φ^i”为星敏感器测量的姿态角和惯导解算姿态角之差，Z_v(t)为GPS测量的飞行器速度和惯导解算的速度之差，Z_r(t)为GPS测量的飞行器位置和惯导解算的位置之差；和为星敏感器的姿态量测白噪声，δM_x、δM_y和δM_z为GPS的量测速度白噪声，δx_G、δx_G和δz_G为GPS的量测位置白噪声；/n步骤(B)：空间飞行器在轨道上进行机动，需要在三个轴向上分别作出姿态机动和线加速度机动，空间飞行器机动时需要观测；/n步骤(C)：通过奇异值分解方法确定状态变量X(0)的大小，然后得出状态变量中A_g，b，A_a，是否可以观测；/n步骤(D)：在步骤C中A_g，b，A_a，皆可被观测到时，将A_g，b，A_a，带入到系统状态方程，在轨标定出制导工具的误差系数；/n步骤(E)：在在步骤C中A_g，b，A_a，任一不可被观测到时，空间飞行器继续飞行，然后重新执行步骤(B)。/n