基于脈沖星-基線信息的編隊(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航方法研究.pdf

1、編隊(duì)衛(wèi)星是近年來(lái)興起的研究領(lǐng)域，其引入計(jì)算機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的概念，將若干顆衛(wèi)星按照一定形狀組合起來(lái)，利用星間鏈路實(shí)現(xiàn)通信與協(xié)同工作，共同完成傳統(tǒng)衛(wèi)星所不能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。由于編隊(duì)衛(wèi)星具有成本低、性能好、靈活度高、系統(tǒng)容錯(cuò)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，該理念一經(jīng)提出，便受到了國(guó)內(nèi)外航天界的廣泛關(guān)注；而其在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、深空探測(cè)和近地勘測(cè)等領(lǐng)域所具有的良好應(yīng)用潛力，更是吸引了各國(guó)科學(xué)家的目光。要實(shí)現(xiàn)編隊(duì)衛(wèi)星的協(xié)同工作，首先要確定衛(wèi)星的狀態(tài)，因此導(dǎo)航技術(shù)是編隊(duì)衛(wèi)星必須實(shí)現(xiàn)的

2、關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的相對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)大部分是基于GPS或類GPS技術(shù)，由于GPS技術(shù)具有易受干擾等缺陷，在某些場(chǎng)合下很難完成編隊(duì)衛(wèi)星的導(dǎo)航任務(wù)。
　　脈沖星能夠以非常穩(wěn)定的周期向宇宙發(fā)射脈沖，被譽(yù)為自然界的天然燈塔。自半個(gè)世紀(jì)前被發(fā)現(xiàn)后，X射線脈沖星所具有的潛在導(dǎo)航特性便受到科學(xué)家的廣泛關(guān)注?；?X射線脈沖星的自主導(dǎo)航方法適用于深空探測(cè)和地球軌道航天器的導(dǎo)航，具有可靠性好、自主性高、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。但僅利用脈沖星輻射信號(hào)作為導(dǎo)航

3、信息輸入，導(dǎo)航精度不足，不能滿足編隊(duì)衛(wèi)星控制的需要。本文給出一種編隊(duì)衛(wèi)星的脈沖星自主導(dǎo)航方法，其融合 X射線脈沖星計(jì)時(shí)觀測(cè)和星間基線測(cè)量技術(shù)，共同確定編隊(duì)衛(wèi)星的狀態(tài)。論文對(duì)雙星編隊(duì)和三星編隊(duì)的情況進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，并設(shè)計(jì)無(wú)跡卡爾曼濾波器（UKF）來(lái)獲取對(duì)編隊(duì)衛(wèi)星位置和速度的估計(jì)。
　　針對(duì)本文給出的方法，在Matlab平臺(tái)上分別對(duì)雙星編隊(duì)和三星編隊(duì)的情況進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了基于星間基線信息和X射線脈沖星計(jì)時(shí)觀測(cè)的編隊(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航新方法的可