含有建模和测量误差的卫星自主定轨系统能观性分析

V448.2; 影响卫星自主轨道确定精度的主要因素包括动力学建模误差及测量误差.考虑动力学模型及测量均存在系统误差时,解决问题的一个途径是将这两种系统误差与卫星运动状态构成扩增状态后一同估计.为了保证滤波的稳定,就必须对此扩增系统的能观性进行分析.基于非线性系统的局部弱能观性理论,分析并给出了无摄动条件下单星自主定轨系统中卫星运动状态、建模误差及测量误差均能观的充要条件,即当轨道为圆轨道时增广系统处处不能观,当轨道不为圆轨道时处处能观.最后通过仿真算例对结论进行了验证,仿真结果显示对于非圆轨道,当建模误差及测量误差均为常值或慢时变时,采用扩展卡尔曼滤波算法对增广系统的状态估计是有效的....

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Published in中国空间科学技术 Vol. 43; no. 3; pp. 25 - 34
Main Authors 周博超, 李勇, 张艾, 崔世航
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室,北京100094%北京空间机电研究所,北京100094 25.06.2023
Subjects
自主导航
模型误差
轨道确定
偏差估计
能观性分析
非线性系统
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ISSN1000-758X
DOI10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0035

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Summary:V448.2; 影响卫星自主轨道确定精度的主要因素包括动力学建模误差及测量误差.考虑动力学模型及测量均存在系统误差时,解决问题的一个途径是将这两种系统误差与卫星运动状态构成扩增状态后一同估计.为了保证滤波的稳定,就必须对此扩增系统的能观性进行分析.基于非线性系统的局部弱能观性理论,分析并给出了无摄动条件下单星自主定轨系统中卫星运动状态、建模误差及测量误差均能观的充要条件,即当轨道为圆轨道时增广系统处处不能观,当轨道不为圆轨道时处处能观.最后通过仿真算例对结论进行了验证,仿真结果显示对于非圆轨道,当建模误差及测量误差均为常值或慢时变时,采用扩展卡尔曼滤波算法对增广系统的状态估计是有效的.
ISSN:1000-758X
DOI:10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0035