结合天文观测角量测的机载惯性∕天文深度组合算法

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1、第43卷第6期2011年12月南京航空航天大学学报V01．43JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsDec．结合天文观测角量测的机载惯性／天文深度组合算法屈蔷刘建业熊智(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)摘要：针对姿态误差对天文观测角度量测的影响，提出结合天文观测角度量测的机载惯性／天文深度组合算法。在位置误差小角度关系分析的基础上，进一步分析惯导姿态误差引入的计算地理水平坐标系与当地地理坐标系之间的姿态误差小角度关系，推

2、导并建立基于天文高度角和方位角量测的深组合惯性／天文量测方程，针对天文观测量测对高度通道不可观，增加气压高度为量测量，设计相应组合滤波方法。该方法充分考虑了姿态误差对于天文观测的影响，仿真验证表明所设计方案可以有效消除惯导系统陀螺累积误差，提高惯导系统的姿态精度，验证了其可行性。关键词：天文导航系统；惯性导航系统；深组合；天文观测中图分类号：V249文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)06—0765—05AirborneINS／CNSDeeplyAngleIntegratedAlgo

3、rithmonCelestialObservationNO．62011QuQiang，LiuJianye，XiongZhi(CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Aimsattheinfluenceofattitudeerrorsonthecelestialangleobservation，anewdeeplyalgo—rithmo

4、fairborneINS／CNSintegratednavigationbasedoncelestialangleobservationispresented．Ac—cordingtotheanalysisofthepositionangleerrors，theattitudeangleerrorsbetweenthegeographiccoot—dinateandthecalculatingcoordinateareanalyzed．Thenthedeeplyintegratedobservatio

5、nequationsbasedonthecelestialheightandazimuthangleareestablished．DuetOtheheightinformationcannotbegot、throughtheangleobservation，theairheightisintroducedtothesystem．Becauseofattitudeerrors’affectiononcelestialobservation，thepresentedalgorithmissuitablef

6、ortheINS／CNSintegratedsystem．Finally，aflightmodelisusedasanillustrateexampleandthesimulationresultsshowtheef—fectivenessandfeasibilityoftheproposedmethod．Keywords：celestialnavigationsystem(CNS)；inertialnavigationsystem(INS)；deeplyintegration；celestialob

7、setvation天文导航系统(Celestialnavigationsystem，CNS)具有独立自主、抗干扰能力强的导航特点及高精度的导航优势，与惯性导航系统(Inertialnaviga—tionsystem，INS)一起构成惯性／天文组合系统，特别适合于卫星导航不可用或复杂电磁干扰下的战时环境，成为各军事强国研究的热点，并已在多型战略侦察、轰炸机及远程导弹中获得广泛应用[14]。常规惯性／天文简单组合模式中，天文导航系统通过观测星体高度角和方位角，用高度差法等定位算法独立定位解算后，与惯性导航

8、系统进行位置组合Is-r]。天文定位算法通常需要确定两颗合理几何配置的导航星，而这种合理几何配置的选星通常基金项目：国家自然科学基金(60904091，91016019，61104020)资助项目；南京航空航天大学基本科研业务费专项科研(NS2010072)资助项目。收稿日期：2011—05—20；修订日期：2011—06—16通讯作者：屈蔷，女，博士研究生，讲师，1977年11月生，E—mail：qq@nuaa．edu．cn。766南京航空航天大学学报