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中、远程弹道导弹能否准确地命中目标,不仅具有重要的战略意义,而且具有很大的经济意义,因此,提高导弹制导系统的精度就成为弹道导弹研制过程中一个极为重要的问题。提高精度的途径很多,美国正在大力发展的三个先进的制导系统即天文制导系统、地图匹配系统、全球导航星定位系统,可以使导弹的命中精度达到10~50米以 相似文献
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基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法 总被引:3,自引:0,他引:3
为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%~82.7%。 相似文献
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恒星视位置计算是上面级天文导航星库建立的基础。首先,在国际天文联合协会(IAU)工具箱的基础上,介绍了恒星视位置计算中的各个数学模型,并设计了视位置计算的算法;然后,对某些特定星表进行处理,获得相应恒星的标准星历信息,对这些恒星采用本文的视位置算法进行视位置计算;最后,将计算结果与专业的天文软件及中国天文年历进行比较,来验证本文视位置算法的精度。计算结果表明:本文提出的视位置算法具有较高的精度(0.03″级别),满足上面级天文导航的要求。另外,本文通过对视位置误差的分析,给出了各种误差因素对视位置计算精度的影响。 相似文献
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星光模拟的半物理仿真技术 总被引:2,自引:0,他引:2
航天器利用星光定位导航技术是航天器自主导航的一种新的方法。它不依赖于无线电和GPS等导航手段,在航天器进行深空探测和绕地飞行中都有着非常重要的应用,因此,国内外都在对天文导航技术进行深入的研究。但是航天器利用天文定位导航技术的实验研究不仅难度很大而且成本昂贵,因此国内外均采用地面半物理仿真进行实验研究。利用航天器天文导航半物理仿真模拟实验系统,可以深入研究航天器的关键定位导航技术,准确模拟量测信息及其误差特性,从而精确验证天文导航方法的有效性和准确性并进行系统精度分析。我们在自主天文导航技术研究的基础上,建立了一套天文导航半物理仿真实验系统平台。半物理仿真实验系统平台从结构上可分为两大部分:一是星光模拟器,通过液晶光阀和光学系统模拟和显示星敏感器接收到的星光;二是星敏感器模拟,用摄像机智和台式计算机模拟星敏感器,完成星图采集、图像处理和导航解算等。 相似文献
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为提高火星捕获段探测器的导航精度,提出一种基于天文测速的天地联合导航方法。该方法在地面无线电测距、测速的基础上,引入探测器与恒星的视向速度作为新增观测量,采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对探测器状态进行估计。理论分析与仿真结果均表明,与仅依靠地面无线电导航相比,采用基于天文测速的天地联合观测导航方法能有效提高探测器的位置与速度估计精度,且导航精度的提升效果与马尔柯夫最优估计理论的预测值有较好的吻合度。当天文测速精度与地面测速精度相当时,位置估计精度较地面无线电导航提高了近一倍。 相似文献
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基于Unscented卡尔曼滤波器的卫星自主天文导航研究 总被引:13,自引:1,他引:13
针对星光折射间接敏感地平的卫星自主天文导航方法,建立了带摄动项的状态方程和以星光视高度为观测量的量测方程。由于该状态方程和量测方程都是严重非线性的,利用推广的卡尔曼滤波器进行导航时精度较低。Unscented卡尔曼滤波是一种针对非线性系统的估计新方法。本文提出将Unscented卡尔曼滤波用于自主天文导航。计算机仿真结果显示Unscented卡尔曼滤波的估计精度远优于推广的卡尔曼滤波。 相似文献
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利用UKF的航天器自主导航方法研究 总被引:1,自引:0,他引:1
UKF(Unscented卡尔曼滤波)是一种新型的直接针对非线性系统的滤波方法。用星敏感器和地平仪测量星光与地平之间的“星光仰角”为观测量的天文自主导航方法,其状态方程和量测方程都是非线性的,使用以往的EKF(推广卡尔曼滤波)进行导航滤波,需将上述两方程分别线性化,故精度较低。本文提出在航天器天文自主导航系统中采用UKF方法,并从仿真计算结果中看到,导航精度有显著提高。 相似文献
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针对小行星探测任务对导航系统自主性强、实时性高的需求,研究了一种面向小推力变轨的天文组合自主导航方法。根据工程实践分析并建立了电推进变轨过程中的动力学模型,给出了天文测角测速组合的小行星探测自主导航方案。为克服小行星探测器推力的不确定性,提出了采用自适应交互式多模型无迹卡尔曼滤波(AIMM-UKF)算法,以较少的模型个数实现对导航系统状态的覆盖,克服了模型集合先验信息不准确对导航精度的影响,提高了组合导航系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,通过数学仿真对组合导航算法的性能进行了验证,结果表明本文提出的组合导航方法估计精度更高、计算消耗更小,可满足小行星探测工程任务对导航系统自主性、实时性和高精度的需求。 相似文献
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《宇航学报》2017,(5)
针对自动转移飞行器(ATV)自主导航过程中的高精度要求,提出了一种利用加表虚拟观测信息辅助捷联惯性(SINS)/天文(CNS)的组合导航方案。该算法利用了ATV无动力轨道飞行时的完全失重条件来改进SINS导航动力学方程,并获取加表零偏虚拟观测信息,从而实现导航状态的精确估计。不同更新率SINS/CNS/虚拟观测等多源信息融合采用了扩展Kalman滤波方法。ATV典型轨道仿真结果表明,虚拟观测信息的引入使ATV纯惯性导航定位、定速精度分别提升了82.33%和93.87%,使SINS/CNS组合导航定位、定速精度分别提升了98.35%和98.72%,定姿精度相应地维持不变。加表虚拟观测的引入使SINS在不增添其他传感器的情况下提升了导航精度,降低了SINS对外测信息的依赖性,具有重要实用价值。 相似文献
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组合导航制导系统的容错技术及特点 总被引:3,自引:1,他引:3
论述了组合导航制导系统的容错设计方案,其中包括INS/GPS(惯性导航/全球定位系统)组合系统容错技术、SINS/GPS/多普勒组合系统的容错技术及INS/GPS/CNS组合系统的容错技术;然后分析了组合导航制导系统的抗故障问题,给出了组合导航、制导系统的故障分类和系统出故障后的运用情况;最后,对其发展进行了展望,并提出了今后有待进一步研究的问题。 相似文献
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以火星探测器为例,提出一种以星光角距/时间差分星光角距作为量测量的星历误差抑制方法,分析了火卫一星历误差对导航精度的影响,建立了火卫一时间差分星光角距的量测模型。通过将火星星光角距和火卫一星光角距相结合,发挥了两种量测的优势,实现了对火卫一星历误差的抑制。仿真结果表明,基于星光角距/时间差分星光角距天文导航方法的位置误差是传统基于星光角距天文导航方法的64%,是基于时间差分星光角距导航方法的58%。此外,还分析了导航恒星个数、火星敏感器精度、火卫一敏感器精度、星历误差大小和滤波周期对导航性能的影响。 相似文献
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飞行的导航与制导是保障飞行任务的重要条件.文章分析了基于航线数据库的导航制导系统,介绍了指令式的制导方式,即自适应的制导系统,它是首先测量飞机的运行状态,并将数据传给存有航路数据的计算机,经比较后,得出飞机飞行与预定航线的偏差,从而得出控制舵面运动的指令,将指令传到飞机舵面,飞机自动控制调整航向及姿态. 相似文献