[发明专利]系绳约束下的空间三体系统多传感器精确定位方法有效
申请号: | 201910493859.3 | 申请日: | 2019-06-07 |
公开(公告)号: | CN110196445B | 公开(公告)日: | 2022-08-16 |
发明(设计)人: | 黄攀峰;方国涛;张夷斋 | 申请(专利权)人: | 西北工业大学 |
主分类号: | G01S19/49 | 分类号: | G01S19/49 |
代理公司: | 西安凯多思知识产权代理事务所(普通合伙) 61290 | 代理人: | 高凌君 |
地址: | 710072 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | 本发明提出一种系绳约束下的空间三体系统多传感器精确定位方法,以封闭的旋转三角形绳系卫星编队系统为模型展开研究,首先获取编队系统各个卫星中的星载全球定位系统传感器数据;根据绳系系统动力学模型建立状态方程,将系绳约束加入观测方程,基于扩展卡尔曼滤波器对全球定位系统的多个传感器的输出信号进行融合。该方法与常规多传感器数据融合方法相比在以下方面存在优势:(1)本方法将系统的物理约束加入数据融合模型,可有效提高多传感器数据融合的效果;(2)本方法可将多个低成本低精度的GPS传感器组合使用通过数据融合用于实现高精度的定位。 | ||
搜索关键词: | 系绳 约束 空间 体系 传感器 精确 定位 方法 | ||
【主权项】:
1.一种系绳约束下的空间三体系统多传感器精确定位方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:构造空间三体系统的动力学模型:建立的空间三体系统的动力学模型为
其中X=[r1 r2 r3]T,
ri=[xi yi zi]T(i=1,2,3)为空间旋转绳系卫星系统中三颗卫星质点在地心惯性坐标系中的位置矢量,μ为引力常数;所述空间旋转绳系卫星系统由三根系绳和三颗卫星组成,并且卫星通过系绳连接起来形成闭合的平面三角形状;步骤2:基于细绳约束条件建立观测模型:根据空间三体系统在运动的过程中系绳长度保持不变,建立观测模型为Z=H(X)其中
H(X)=[(r1‑r2)2 (r2‑r3)2 (r1‑r3)2]T,l1、l2、l3为三根系绳长度;步骤3:根据步骤1和步骤2得到的空间三体系统的动力学模型和观测模型,建立空间三体系统的状态方程和观测方程如下:
其中W(k)为过程噪声,其为均值为0,方差为Q的高斯白噪声;V(k+1)为观测噪声,其为均值为0,方差为R的高斯白噪声;根据空间三体系统的状态方程和观测方程,采用扩展卡尔曼滤波算法对空间三体系统中每个卫星上的星载全球定位系统接收机的数据进行融合,实现对空间三体系统中的三个卫星位置精确定位。
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G01 测量;测试
G01S 无线电定向;无线电导航;采用无线电波测距或测速;采用无线电波的反射或再辐射的定位或存在检测;采用其他波的类似装置
G01S19-00 卫星无线电信标定位系统;利用这种系统传输的信号确定位置、速度或姿态
G01S19-01 .传输时间戳信息的卫星无线电信标定位系统,例如,GPS [全球定位系统]、GLONASS[全球导航卫星系统]或GALILEO
G01S19-38 .利用卫星无线电信标定位系统传输的信号来确定导航方案
G01S19-39 ..传输带有时间戳信息的卫星无线电信标定位系统,例如GPS [全球定位系统], GLONASS [全球导航卫星系统]或GALILEO
G01S19-40 ...校正位置、速度或姿态
G01S19-42 ...确定位置
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