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基于三轴磁强计与雷达高度计的融合导航算法 总被引:3,自引:1,他引:3
为了减小近地轨道(小于1000km)地磁导航的估计误差协方差,提高导航的可靠性和准确性,在地磁导航系统中引入雷达高度计作为一个新的测量设备,提出了一种基于三轴磁强计与雷达高度计的融合导航算法。该算法取卫星的位置和速度向量作为状态向量,建立状态方程;取卫星周围的磁场强度和卫星到星下点实际海平面距离求出的地心距,作为观测量建立观测方程;利用扩展卡尔曼滤波构成一种融合导航算法。仿真结果表明,提出的融合导航算法对轨道位置的估计误差小于20米,速度的估计误差小于1米/秒,导航算法的精度和收敛性都优于使用单一地磁导航的系统。 相似文献
提出了一种捷联惯性/天文/雷达高度表的弹道导弹组合导航方法。针对传统SINS/星敏感器组合无法从根本上解决惯导速度位置误差发散的问题,引入RA测量数据,以海拔计算高度与海拔观测高度的差值作为新的量测量,并推导了全微分方程,结合姿态误差角建立4维观测模型,针对弹道中段导航,以SINS误差方程作为系统状态模型,通过扩展卡尔曼滤波(EKF)进行组合导航解算。仿真结果表明,当SINS精度为惯导级、星敏感器测量精度10″、RA测量精度50 m时,经过1 810 s的飞行,再入点时刻速度误差小于1 m/s、圆概率误差(CEP)为1.2 km,比传统SINS/CNS方法速度和位置误差分别减小了76.1%和65.0%。 相似文献
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针对航天器相对导航问题,以空间站表面为"特殊地形",提出一种基于大型航天器表面巡检的相对导航算法。首先,运用巡检飞行器上的TOF (Time of Flight)相机测量空间站表面局部点云数据,以该点云数据为实时图,以空间站表面先验点云数据为基准图。然后,利用3D Zernike矩与三维地形间的一一对应关系,将三维地形匹配转化为基于3D Zernike矩的特征向量匹配。在此基础上求解实时图与匹配上的基准图间的相对位置、相对姿态,从而确定两航天器间的相对导航参数,并通过实验分析了匹配精度及速度的主要影响因素。最后,将该相对导航参数与惯性系统推算的相对导航参数在扩展卡尔曼滤波器的框架下实现信息融合,估计了巡检飞行器与空间站间的相对位置、相对姿态,实验结果表明,相对位置精度优于0.002 m,相对姿态精度优于0.1°。 相似文献
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轨道机动过程中推力加速度的实时最小方差估计 总被引:2,自引:0,他引:2
飞行器轨道机动过程中,为跟踪、定位机动目标和干预机动控制过程,需要统计处理离散的雷达观测量实时估计推进发动机的推力,进而确定飞行器的瞬时轨道参数。本文所述算法是该工程问题的探讨和解决方案。文章建立了轨道机动过程中连续变质量运动模型和离散雷达量测模型,推进发动机的质量秒耗量作为表征推力加速度的一个近似常量,应用扩展卡尔曼滤波对离散的雷达测量数据进行顺序统计处理给出秒耗量的最小方差估计;文章详细地推导了线性化量模型的变分方程和观测矩阵;仿真结果表明该算法能快速、准确地估计推进发动机的质量秒耗量和向机动目标施加的实际推力。 相似文献
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利用GPS进行姿态估计的一种算法 总被引:3,自引:0,他引:3
首先建立了全球定位系统(GPS)姿态确定的观测方程;然后给出了利用GPS进行飞行器姿态估计的模型,并对该模型进行了线性处理;最后利用攻推广卡尔曼滤波技术,针对某飞行器进行了仿真计算。计算结果表明,对于不同的测量噪声和系统噪声,滤波器都有较好的估计,姿态估计的精度明显高于单纯GPS姿态确定的精度,可以满足大多数飞行器对姿态确定的要求,证实了模型和算法可用性。 相似文献
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针对低地球轨道卫星姿态测量时,传感器易受噪声干扰、陀螺仪漂移等问题,提出一种基于Madgwick扩展卡尔曼滤波合算法(EKF)的卫星姿态测量方法。该方法采用陀螺仪、加速度计、磁强计等多传感器数据进行融合,并结合Madgwick算法和EKF算法的优点,实现姿态测量。首先,通过Madgwick算法,利用多个传感器测量数据计算初始姿态。然后,基于初始姿态和实际测量数据,应用EKF算法进行数据融合和噪声滤除,以获得最终准确的姿态估计。实验结果表明:相较Madgwick算法,本算法在测量精度上提升了65.8%,且具有较高的鲁棒性,为低地球轨道卫星姿态测量提供了一种有效的方案。 相似文献
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基于激光雷达测量的空间交会对接相对导航 总被引:1,自引:0,他引:1
激光雷达可以作为空间交会对接过程中的相对导航敏感器之一。本文基于线性H ill方程和经典双脉冲交会理论,给出一种两航天器多脉冲交会算法。结合激光雷达的测量值设计相对导航EKF滤波器。仿真结果表明通过滤波,激光雷达能够为航天器交会对接提供足够精度的相对位置和相对速度信息。 相似文献