基于恒星地球敏感器的空间飞行器自主导航系统

空间飞行器长时间在轨飞行将引起其惯性导航系统的漂移,因此需要采用自主导航、地面测控等方法进行修正.在对现有的航天器自主导航方法研究的基础上,选用技术较成熟基于状态模型的星敏感器+地球敏感器模式的自主导航系统.并对自主导航系统的构成、模型的建立、以及滤波算法的选择等问题进行了研究.最后分析了星敏感器的采样周期、采样弧长、...     

惯性/星光组合导航技术综述

针对不同的应用平台, 对星光导航设备星敏感器和惯性/星光组合导航技术研究现状进行了叙述和总结, 探讨了惯性/星光组合导航技术面临的亟待解决的问题和未来的发展方向, 为国内该领域的研究人员提供一定的参考.     

弹载SINS/CNS组合导航系统在线标定方法

提出一种弹载SINS/CNS组合导航系统在线标定方法。该方法将星敏感器安装偏角误差、陀螺漂移及加速度计零偏误差扩维为状态量,利用星敏感器与惯导系统姿态角之间的关系建立观测方程,采用卡尔曼滤波对安装误差及惯性器件误差进行估计和补偿。设计趋于一般运动状态的路径对上述方法进行仿真验证。仿真结果表明,该方法可以实现对星敏感器安装误差及惯性器件误差的估计,其中安装误差估计精度优于0.1',陀螺漂移估计精度优于0.01°/h,加速度计零偏估计精度优于20μg。     

基于星光跟踪器的弹道导弹自由段天文导航

研究了基于星光折射测量进行弹道导弹自由段导航的一种方法.这种导航方案利用高精度的CCD星敏感器,结合星光穿越大气的较精确的数学模型,来确定导弹质心位置的地心矢径.根据椭圆理论确定导弹自由段的轨道参数,进而进行导航、制导控制.     

星敏感器在无人作战领域的应用及发展趋势

通过介绍星敏感器技术的特点和优势,结合无人作战领域的发展现状,总结了当前星敏感器技术在无人装备中的具体应用;综合未来无人作战的特点和星敏感器的未来发展趋势,分析如何应用星敏感器解决未来无人作战模式下自主导航问题,详细阐述了星敏感器在未来无人作战中的3种应用场景,最后探讨了星敏感器在无人作战领域中的未来发展方向。     

基于UKF的星光角距卫星自主导航方法研究

介绍了星光角距卫星自主导航的方法,该方法利用高精度的CCD星敏感器结合红外地球敏感器直接测算出星光与地心夹角(星光角距),从而实现对卫星的精确导航.通过仿真计算,比较了分别采用EKF(Extended Kalman Filter)和UKF(Unscented Kalman Filter)估计卫星位置及速度的滤波效果.结果表明,UKF收敛快,精度高.这是由于卫星自主导航系统是非线性系统,UKF利用UT变换完成时间更新,应用最小方差估计进行量测更新,不存在EKF中由于线性化而带来的较大的高阶截断误差.     

大视场星敏感器光学系统畸变校正方法

针对大视场星敏感器光学系统畸变较大,严重影响角距测量精度的问题,采用多项式拟合算法,对研制的星敏感器进行了畸变校正,校正后的平均角度测量误差小于1″。     

基于姿态四元数的SINS/星敏感器组合导航方法

分析了一种星敏感器多矢量定姿原理,在考虑了惯性元器件误差及星敏感器误差的基础上,建立了SINS/星敏感器组合导航系统模型;以模拟的实时星敏感器测量信息为基础,通过将SINS确定的载体相对惯性空间的四元数姿态信息与星敏感器输出的高精度四元数姿态信息进行信息融合,实时估计出陀螺漂移量及失准角并对SINS进行在线修正,从而达到保证SINS高精度导航的目的。最后,通过仿真验证表明了这种SINS/CNS组合反馈校正方案的可行性和有效性。     

捷联惯导/天文组合导航

为了有效提高惯性导航精度,文中介绍了一种基于星敏感器的捷联惯导组合导航方法。首先分析了捷联惯导／星敏感器组合导航系统的工作原理。其次,对组合导航系统进行建模,分析系统误差,通过捷联惯导和星敏感器的输出构造量测值,建立系统的误差状态方程和量测方程。最后,利用间接卡尔曼滤波,估计出组合导航系统的误差状态量,进而修正捷联惯导系统的位置、速度和姿态角。最终,通过对仿真结果的分析证实了该方法的有效性。     

基于星敏感器原理的空间微弱小目标自动识别

复杂星空背景下,无特定标识的微弱小目标经常会阻碍航天器的飞行任务;由于目标成像尺寸小、发光特点与星点类似,无法通过常规目标识别手段进行辨识;针对该问题,利用星敏感器绝对测量的优势,提出基于星敏感器原理的空间微弱小目标识别方法;该方法利用鲁棒性较好的网格算法识别采集星图上的大部分恒星,将漏星和目标标记出来,再利用角距法加以区别,实现目标识别;通过实验仿真,完成了对含微弱小目标的具体星图的星点及目标识别,并针对过程中出现的参考星和返回目标结果的选择标准问题进行了讨论分析,验证了基于星敏感器原理的空间微弱小目标识别方法的可行性。     

天文导航中短波红外星表交叉证认与优化

在短波红外波段进行昼夜连续测星有望实现近地空间全天时天文导航,现有的2 μm巡天计划（2MASS）、大视场红外搜寻探测器等红外星表不仅缺少天文导航所必需的恒星自行等信息,而且恒星分布极不均匀,无法直接应用于天文定位定向。在对当前主要星表特点进行分析的基础上,将2MASS红外星表与可见光Tycho-2星表进行交叉证认,得到包含恒星自行等完整信息的短波红外星表;利用似均匀星表划分法对交叉证认后的星表进行特点规律分析,并通过“角距+星等”加权筛选法对其进行优化,获得平均恒星分布密度0.5颗每平方度、全天区变异系数为0.14的短波红外星表。优化后的星表满足一等天文测量精度要求,恒星分布均匀,可为昼夜连续天文导航提供红外星表基础。     

星光定位的恒星优选算法及仿真

航天器高动态星光定位实验室仿真的前提是确定视场内的恒星，以便进行后续的星图模拟、星图处理和定位解算。通过对低空和高空载体恒星观测的分析和推导，运用球面天文学基本关系，提出了基于多种约束条件下的星光定位恒星优选算法，能够实现载体任意空间位置星敏感器视场内观测恒星的确定，最后通过选星程序设计和选星仿真验证了该方法的有效性。     

星敏感器辅助的捷联光纤航姿误差在线估计方法研究

提出了一种基于星敏感器辅助的舰载光纤捷联航姿系统（SAHRS）误差在线估计方法,以初始时刻舰船惯性坐标系为参考系,直接以星敏感器输出惯性姿态为基准,估计陀螺仪的常值漂移;在舰船系泊状态下,以重力矢量在惯性空间的投影为基准,利用比力的积分量构建观测值,估计加速度计零偏。该方法无需拆卸系统,陀螺与加速度计误差估计完全分离,估计收敛速度快、实时性好。仿真结果表明：该方法可实现在静止基座和摇摆基座条件下捷联航姿陀螺仪常值漂移及水平加速度计零偏的在线估计,估计精度分别优于0.02°/h和50 μg.     

多模复合制导数据融合器性能评估系统方案设计

从构建多模复合制导数据融合器性能评估系统的需求出发，详细介绍了多模复合制导数据融合器性能评估系统的构建方案，并从软硬件两个方面介绍了构建这样一个系统所需要注意的问题和解决办法．