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1、航天器自主天文导航系统的可观测性及可观测度分析??2005年6月第31卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune??2005Vol.31??No??6航天器自主天文导航系统的可观测性及可观测度分析宁晓琳????房建成(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100083)????摘??????要:天文导航系统中的观测量是一个重要的精度影响因素,星光角距和星光仰角是天文导航中两种最常用的观测信息,首先介绍了这两种观测信息及其
2、量测方程的建立,然后从天文导航系统的可观测性和可观测度的角度,以观测矩阵的条件数作为系统可观测度的度量标准,分析了由于所选用的观测量的不同所导致的系统导航性能的差别,同时给出了一种衡量天文导航系统中的观测量和系统性能的分析方法.计算机仿真结果证明了该方法的有效性.关??键??词:航天器;自主导航;天文导航;可观测度———————————————————————————————————————————————中图分类号:V448.2文献标识码:A????????文章编号:1001??5965(2005)06??0673??05A
3、nalysisofobservabilityandthedegreeofobservabilityinautonomouscelestialnavigationNingXiaolin??FangJiancheng(SchoolofInstrumentScienceandOpto??electronicsEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Thetypeofcelestialmeasureme
4、ntusedintheautonomouscelestialnavigationsystemisoneofthemostimportantfactors,whicheffecttheprecisionofpositiondeterminationgreatly.Therearetwomaincelestialmeasurements.Oneistheanglebetweenthelinesofsighttoastarandearthcore.Theotheristhestarelevationanglewhichisthean
5、glebetweenthelinesofsighttoastarandtheedgeofearthdisk.Thesetwocommoncelestialmeasurementsandtheirmeasurementequationswerepresented.Theperformanceofthesystemusingdifferentkindofcelestialmeasurementwasanalyzedbasedontheobservabilityandthedegreeofobservabilityofthecele
6、stialnavi??gationsystem.Theconditionnumberoftheobservabilitymatrixisadoptedasascalarmeasureofdegreeofobserv??ability.Theeffectivenessandthevalidationofthisanalysismethodwereconfirmedbytheresultsofcomputersimu??lation.———————————————————————————————————————————————Ke
7、ywords:aircraft;autonomousnavigation;celestialnavigation;observability????航天器的自主导航是实现其自主管理,从而提高在轨生存能力的基础.拥有自主导航的能力对于卫星来说具有重大意义.天文导航是一种重要的自主导航方法,它具有以下特点:1)仅需利用航天器姿态敏感部件星敏感器和红外地平仪,而不需额外增加其它硬件设备;??收稿日期:2004??01??13??基金项目:国家自然科学基金资助项目(60174031)2)不仅能提供导航信息还可以提供姿态信息;3)不需与
8、外界进行任何信息交换,是一种完全自主的导航方法;4)不仅适用于低轨卫星而且适用于高轨卫星和深空探测器.因此天文导航备受青睐,得到广??作者简介:宁晓琳(1979-),女,山东济南人,博士生,ningxiaolin@yahoo.com.cn.674泛的应用.北京航空航天大学学报
