[发明专利]一种基于地球卫星和月球卫星联合测距的自主导航方法

权利要求书

1.一种基于地球卫星和月球卫星联合测距的自主导航方法，其特征在于步骤如下：

(1)选择参与导航的一颗地球卫星和一颗月球卫星的位置矢量和速度矢量在地心惯性坐标系的分量作为状态变量；

(2)在所述地球卫星和月球卫星之间建立星间链路，通过无线电测距的方法获取地球卫星和月球卫星的星间距离观测量；

(3)利用扩展卡尔曼滤波算法处理步骤(2)中得到的地球卫星和月球卫星的星间距离观测量，获得状态变量的估计值，即地球卫星和月球卫星的位置矢量和速度矢量的估计值，从而实现了地球卫星和月球卫星的自主导航。

2.根据权利要求1所述的一种基于地球卫星和月球卫星联合测距的自主导航方法，其特征在于：所述步骤(1)中状态变量为：

x(t_k)＝[(x₀(t_k))^T(x_i(t_k))^T]^T

其中，

x_i(t_k)＝[(r_i(t_k))^T(v_i(t_k))^T]^T

r_i(t_k)＝[r_i，x(t_k)r_i，y(t_k)r_i，z(t_k)]^T

v_i(t_k)＝[v_i，x(t_k)v_i，y(t_k)v_i，z(t_k)]^T

r₀(t_k)和v_o(t_k)表示地球卫星位置矢量和速度矢量，r₁(t_k)和v₁(t_k)表示月球卫星的位置矢量和速度矢量，下标i＝0表示地球卫星，i＝1表示月球卫星，t_k表示时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于地球卫星和月球卫星联合测距的自主导航方法，其特征在于：所述步骤(2)中地球卫星和月球卫星的星间距离观测量为：

y(t_k)＝h(x(t_k))+v(t_k)

其中，

h(x(t_k))＝||r₁(t_k)-r₀(t_k)||y(t_k)表示地球卫星和月球卫星的星间距离观测量，符号||·||表示求矢量的范数，v(t_k)表示测量噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于地球卫星和月球卫星联合测距的自主导航方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过扩展卡尔曼滤波算法处理星间距离观测量，获得状态变量的估计值具体为：

x^(tk|k-1)=x^(tk-1)+f(x^(tk-1))T]]>

x^(tk)=x^(tk|k-1)+K(tk)[y(tk)-h(x^(tk|k-1))]]]>

其中，和分别为t_k时刻状态变量的估计值和预测值，为t_k-1时刻状态变量的估计值，T为滤波周期，为已知的状态转移函数，K(t_k)为滤波增益阵。