一種基于多天體目標信息的GEO衛(wèi)星自主導航方法研究.pdf

1、實現(xiàn)衛(wèi)星自主導航具有重要的價值和意義。地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星作為一類特殊的衛(wèi)星，在軍用和民用等各個領域發(fā)揮的作用日益突出，同時地球靜止軌道作為一種有限的資源，其合理有效的使用也是人類共同面臨的難題。如何保障GEO衛(wèi)星長期、穩(wěn)定、可靠的運行，是一個十分迫切的課題，而實現(xiàn)其自主導航將是一個重要的基礎。
　　本文致力于GEO衛(wèi)星自主導航的研究，針對目前關于GEO衛(wèi)星自主導航方法中存在的精度低、成本高、實現(xiàn)復雜、可行性一般的問題，提出

2、了一種基于恒星信息和地球紫外信息實現(xiàn)GEO衛(wèi)星自主導航的方法。通過理論分析和仿真驗證表明，本文提出的方法精度高、實現(xiàn)易，是一種切實可行有效的GEO衛(wèi)星自主導航方法。本文主要完成的內容如下：
　?。?）分析了目前衛(wèi)星自主導航的研究現(xiàn)狀及各種方法的利弊，確定了以星敏感器和紫外地球敏感器進行自主導航的方案，利用星敏感器敏感恒星信息和紫外地球敏感器敏感地球信息從而獲得多天體目標信息，通過設計先進的導航濾波算法獲得所需的導航參數(shù)信息，最后分

3、析了該方法的可行性。
　?。?）在基本二體模型的基礎上，詳細考慮了靜止軌道攝動因素，包括地球非球形引力攝動（主攝動項考慮到J4項）、日月三體引力攝動以及太陽光壓攝動（引入太陽光照條件）等，建立了高精度軌道動力學模型，這是保證導航精度的首要條件。然后建立了基于星光仰角和星光角距組合的觀測模型，從而得到了GEO衛(wèi)星自主導航系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　（3）設計了基于EKF/UKF的導航濾波算法，這兩種導航濾波算法在處理非線性高斯模型時

4、使用比較普遍也相對成熟。鑒于實際的導航任務面臨的環(huán)境更加復雜，我們很可能處理更多的是非線性非高斯模型，此時粒子濾波的優(yōu)勢就突顯出來了。本文在研究粒子濾波理論的基礎上，設計了基于改進粒子濾波的自主導航算法——UPF算法以及MCMCUPF算法。最后通過STK+MATLAB對這些算法進行了仿真驗證和性能分析，并通過比較指出了進一步的研究方向。在實際應用中導航濾波算法的選取應根據(jù)具體的應用環(huán)境和條件，在濾波精度、實現(xiàn)難易程度、穩(wěn)定性能以及計算量