基于扩维QLEKF的脉冲星/星间定向组合导航

面向星座卫星高精度自主导航技术需求，设计了一种融合X射线脉冲星和星间定向观测信息的组合导航方法。通过X射线探测器获得脉冲到达时间观测量，照相观测星相机和星间链路设备获得星间相对位置矢量观测量，设计导航滤波器对观测量进行处理，估计参与导航的星座卫星的运动状态。针对地球星历误差影响组合导航性能的问题，将地球相对于太阳系质心的位置扩充为状态向量，设计了扩维扩展卡尔曼滤波器，利用敏感器观测量对导航所需的地球位置矢量进行实时估计，从而削弱地球星历误差的影响。进而，针对滤波器参数选取影响状态估计精度的问题，设计了一种Q学习扩展卡尔曼滤波器（QLEKF），主要思路是利用Q学习方法的决策能力，自适应地选择适当的滤波器参数以改善估计性能。数学仿真结果表明，所提方法能够有效减小地球星历误差对星座自主导航的影响，取得优于传统滤波算法的定位精度。