高軌機(jī)動航天器SINS-GNSS-CNS自主導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、為提高戰(zhàn)時(shí)軌道航天器的安全性，提高航天器的智能自主運(yùn)行能力，使航天器能自主規(guī)避各類攻擊已越來越重要，而實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行能力首先就必須實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航；同時(shí)由于現(xiàn)有各類航天器大多都是通過地面站測控進(jìn)行精密定軌，一旦地面站在戰(zhàn)時(shí)被摧毀，大多數(shù)在軌航天器將陷入癱瘓，因此實(shí)現(xiàn)航天器自主導(dǎo)航的重要性已越來越突出。本文將針對高軌航天器自主導(dǎo)航技術(shù)展開研究，以提出一整套適用于高軌機(jī)動航天器的自主導(dǎo)航方法。
　　本文首先分析了基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNS

2、S）的高軌航天器自主導(dǎo)航方案。針對高軌道航天器的特殊運(yùn)行環(huán)境仿真分析了高軌道航天器的可見導(dǎo)航星數(shù)，針對已有基于GPS的高軌道航天器可見星分析試驗(yàn)，本文不僅考慮已有的GPS星座同時(shí)也考慮在可見將來即將布置完備的北斗二代，GLONASS和GALLIEO導(dǎo)航系統(tǒng)，以盡可能提高可見導(dǎo)航星數(shù)，再通過對精度因子（DOP）的仿真分析分析了可見導(dǎo)航星的星座構(gòu)型從而得出基于GNSS的高軌航天器自主導(dǎo)航的可行性。另外，針對可見星數(shù)較多的情況提出了一種基于G

3、DOP貢獻(xiàn)值的選星方法進(jìn)行選星以提高導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　本文將捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)引入高軌航天器的自主導(dǎo)航以適用于航天器機(jī)動情況的導(dǎo)航，分析推導(dǎo)了星載SINS系統(tǒng)的算法編排，器件誤差和誤差方程。針對SINS系統(tǒng)和GNSS系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在最優(yōu)選星的基礎(chǔ)上采用基于星載SINS/GNSS緊密組合的自主導(dǎo)航方案，并對基于SINS/GNSS緊密組合的自主導(dǎo)航方案進(jìn)行了仿真分析。
　　針對基于SINS/GNSS組合自主導(dǎo)航方案其姿態(tài)估計(jì)