一种新型粒子滤波算法及其在航天器交会对接相对导航中的应用

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1、第19卷第5期载人航天V。1·19N。_52013年9月MannedSpaceflightSep·2013————二一——一——一一种新型粒子滤波算法及其在航天器交会对接相对导航中的应用李科，张骞，龚彬，刘伟(西安卫星测控中一心,NfqN控站，厦门361023)贫乏问题，提高了相对导航估计精度。荤蓄雾篓V融526；会对妻豢森麓紊迹卡3㈣饺滤波-：捞16时74-5导航825V52616745825(2013脚5-0⋯024-0—6中图分类号：文献标识码：A()uoANovelParticleFilterAlgorithmandItsApp

2、licationinRelativeNavigationinSpacecraftRendezvousandDocking“Ke，ZhangQian，GongBin，LiuWei(xiamenControlStation，Xi’anSatelliteControlCenter，Xiamen361023，China)Abstract：Tos01vethesamplesimpoverishmentprobleminparticletilteralgorithmandthespacecrafttrackingproblemwithmeasure

3、mentnoiseofheavy-taileddistribution，animprovedgenetmpartlcletilteralgorithmbasedonunscentedkalmanfilterandcloudmodelwasproposedinthispape。·I1。8t，theunscentedkalmantilteralgorithmwasusedtogettheimportancefunction，andthencloudgenet—icalgorithmwasusedtooptimizetheparticlesi

4、nthere。samplingprocess·DuringtheP。oce88olevo-lution．Ycloudgeneratorwasusedtorealizemutationprocess，andthenseekingareawasadjustedaccordingtotheobservationprobabilityofparticles，SOtheeminentparticlessurroundingtheexlstlngnarticlescouldbediscovered．Theexperimentalresultssho

5、wedthatthisalgorithmwasbetterthantvh-e-classicalparticletilter，regularparticletilter，andthegeneticalgorithmparticlefilter．Thealgo’rithmcouldeffectivelysolvethesamplesimpoverishmentproblemandimprovetheestimatedaccura—cvofrelativenavigation．kevwords：8paeeeraft；rendezvousan

6、ddocking；particlefilter；Unscentedkalmantilter；relativenaVl一gationl引言激光雷达由于激光本身波束窄、相干性好、工作频率高等优点，能在交会对接过程中，提供高精度的相对距离、速度、角度和角速度的测量，因此，激光雷达作为一种光学敏感器常被用作航天器相对导航。然而，光学敏感器的测量噪声大多呈现厚尾分布的特点，目前相对导航中常采用的EKFll’3l、UKF和GKF[41等基于线性高斯分布的方法具有一定局限性，对于这种非线性和非高斯分布的测量模型，有可能会引入较大的模型误差。近年来，基

7、于粒子滤波的方法被频繁引入到航天器导航方面∞引。粒子滤波可以用一组加权的随机粒子样本来近似状态的后验密度函数，适用于任何非线性非高斯系统。相比其他方法，粒子滤波在解决航天器导航问题方面具有明显的优耀霎然至暑篇篇罂2，0勖11985藉器眠研究方向为航天器测量与控制器动力学与控制,一E-mai⋯l：hkeaixutm·n@⋯10．5．corn作者简介：李科(．)，男，硕士，助理工程师，研究方向为航天器测量与控制器动力字与狴利提波过防她匙峨越缃儆嗽勤”崤晡黼川鲥触河硼刘随吼撒粒无剐表列一～树嘛一存首化真孙掰漕舭麒捌滤方进予“I

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