基于脈沖星-基線信息的編隊衛(wèi)星導航方法研究.pdf

1、編隊衛(wèi)星是近年來興起的研究領(lǐng)域，其引入計算機拓撲網(wǎng)絡的概念，將若干顆衛(wèi)星按照一定形狀組合起來，利用星間鏈路實現(xiàn)通信與協(xié)同工作，共同完成傳統(tǒng)衛(wèi)星所不能實現(xiàn)的任務。由于編隊衛(wèi)星具有成本低、性能好、靈活度高、系統(tǒng)容錯性強等優(yōu)點，該理念一經(jīng)提出，便受到了國內(nèi)外航天界的廣泛關(guān)注；而其在科學實驗、深空探測和近地勘測等領(lǐng)域所具有的良好應用潛力，更是吸引了各國科學家的目光。要實現(xiàn)編隊衛(wèi)星的協(xié)同工作，首先要確定衛(wèi)星的狀態(tài)，因此導航技術(shù)是編隊衛(wèi)星必須實現(xiàn)的

2、關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的相對衛(wèi)星導航技術(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，在某些場合下很難完成編隊衛(wèi)星的導航任務。
　　脈沖星能夠以非常穩(wěn)定的周期向宇宙發(fā)射脈沖，被譽為自然界的天然燈塔。自半個世紀前被發(fā)現(xiàn)后，X射線脈沖星所具有的潛在導航特性便受到科學家的廣泛關(guān)注?；?X射線脈沖星的自主導航方法適用于深空探測和地球軌道航天器的導航，具有可靠性好、自主性高、適用性廣等優(yōu)點。但僅利用脈沖星輻射信號作為導航

3、信息輸入，導航精度不足，不能滿足編隊衛(wèi)星控制的需要。本文給出一種編隊衛(wèi)星的脈沖星自主導航方法，其融合 X射線脈沖星計時觀測和星間基線測量技術(shù)，共同確定編隊衛(wèi)星的狀態(tài)。論文對雙星編隊和三星編隊的情況進行了數(shù)學建模，并設計無跡卡爾曼濾波器（UKF）來獲取對編隊衛(wèi)星位置和速度的估計。
　　針對本文給出的方法，在Matlab平臺上分別對雙星編隊和三星編隊的情況進行了仿真，驗證了基于星間基線信息和X射線脈沖星計時觀測的編隊衛(wèi)星導航新方法的可