时变拓扑卫星集群分布式自主相对导航方法

摘要：

针对时变拓扑卫星集群的相对导航需求,提出了基于图论的时变拓扑分布式一致性无迹卡尔曼滤波算法.首先给出了固定拓扑卫星集群的相对运动方程、测角测距测量模型和无迹卡尔曼滤波算法,然后考虑测角失效时相对导航系统不可观或弱可观的问题,结合矢量环一致性约束,构造了一致性无迹卡尔曼滤波算法,以提高系统的可观度;在此基础上,针对时变拓扑卫星集群,以滤波精度为优化指标,在图论的基础上利用Dijkstra算法对卫星集群的时变拓扑结构进行重构,并将重构后的拓扑结构应用于卫星集群相对导航.仿真结果表明所提算法能有效改善不完备测量带来的模糊轨道问题,并且能够实现实时的拓扑重构,以满足时变拓扑星群的相对导航精度要求.

关键词：卫星集群、分布式相对导航、图论、时变拓扑、一致性无迹卡尔曼滤波

所属期刊栏目：44

分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：中国空间技术研究院CAST创新基金;空间智能控制国防重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-03-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：119-131