[发明专利]一种基于自适应权值估计的星座导航敏感器调度方法

权利要求书

1.一种基于自适应权值估计的星座导航敏感器调度方法，其特征在于步骤如下：

(1)选择参与星座导航的三颗卫星的位置和速度矢量进行组合，建立状态转移函数和测量函数，为每个并行滤波器分配一个初始权值；

(2)利用步骤(1)得到的状态转移函数和测量函数，通过三个并行滤波器分别进行递推解算，处理三个星座导航敏感器得到的星间距离观测量，获得各个并行滤波器的状态变量估计值，并计算各个并行滤波器的测量残差；

(3)根据步骤(2)得到的测量残差计算各个并行滤波器的权值；

(4)根据步骤(2)得到的各个并行滤波器的状态变量估计值和步骤(3)得到的各个并行滤波器的权值计算各个并行滤波器的状态变量估计值的加权和，加权和即为当前时刻星座卫星自主导航系统的总体状态估计值；

(5)将步骤(2)到步骤(4)进行重复迭代，获得不同时刻的总体状态估计值，即获得星座卫星的位置和速度信息，完成星座导航敏感器的优化调度；

所述步骤( 1)中，作为三个并行滤波器的状态变量，每个并行滤波器的状态变量包含两颗卫星的位置和速度矢量，且三个并行滤波器的状态变量各不相同，根据所述状态变量建立状态转移函数和测量函数，为每个并行滤波器分配一个初始权值；

所述三个并行滤波器的状态变量分别为：

其中，

表示第τ个并行滤波器的状态变量，τ＝1,2,3，表示第i颗卫星的位置和速度矢量，i＝1,2,3，r_i,k表示第i颗卫星的三维位置矢量，v_i,k表示第i颗卫星的三维速度矢量，下标k用于区分不同的时刻；

所述状态转移函数为：

其中，μ表示地球引力常数，T表示预测周期，均为已知常数；符号||·||表示向量的欧氏范数，函数p(r_i,k)表示除地球中心引力外其他轨道摄动因素的影响；

星座卫星自主导航系统的观测量为通过星座导航敏感器获得的星间距离观测量，所述测量函数为：

为每个并行滤波器分配的初始权值为：

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应权值估计的星座导航敏感器调度方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过三个并行滤波器分别进行递推解算，获得各个并行滤波器的状态变量估计值具体为：

其中，和分别表示第τ个并行滤波器的状态变量的估计值和预测值，表示对应第τ个并行滤波器的观测量，星间距离观测量通过星座卫星上的星座导航敏感器得到；表示滤波增益阵，可通过并行滤波器计算得到；

所述各个并行滤波器的测量残差的计算公式为：

。

3.根据权利要求2所述的一种基于自适应权值估计的星座导航敏感器调度方法，其特征在于：所述步骤(3)中的权值计算过程如下：

对于第τ个并行滤波器，权值的计算公式为：

其中，似然函数的计算公式为：

为测量残差方差阵，通过并行滤波器计算得到。

4.根据权利要求3所述的一种基于自适应权值估计的星座导航敏感器调度方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述加权和的计算公式如下：

其中，和为加权和，即为当前时刻星座卫星自主导航系统的总体状态估计值，表示通过第τ个并行滤波器得到的第i颗卫星的位置和速度矢量的估计值；和为局部权值，计算公式如下：