[发明专利]一种基于偏振/天文辅助的自主导航定位方法

权利要求书

1.一种基于偏振/天文辅助的自主导航定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)利用仿生偏振传感器获取观测点的偏振度信息d₁,d₂,d₃，通过观测点的偏振度信息解算载体坐标系下的太阳高度角h；

步骤(2)利用星敏感器获取一恒星的星像点坐标(x_c,y_c)，通过恒星的星象点坐标解算载体坐标系下的星体高度角v；

步骤(3)利用惯性导航系统提供的经纬度信息λ_c,L_c，解算载体坐标系下当前时刻的计算太阳高度角h_c和计算星体高度角v_c；

步骤(4)利用观测得到的太阳高度角h和星体高度角v与解算得到的计算太阳高度角h_c和计算星体高度角v_c建立组合导航系统位置量测模型，结合组合导航系统状态方程，利用卡尔曼滤波解算载体的经纬度位置信息λ,L；

所述步骤(4)中，利用步骤(2)中仿生偏振传感器及星敏感器观测得到的太阳高度角及星体高度角与步骤(3)中惯性导航系统解算得到的计算太阳高度角及星体高度角建立组合导航系统位置量测模型，利用卡尔曼滤波解算载体的经纬度位置信息λ,L，具体实现如下：

由惯性导航系统所提供的载体的经纬度位置信息λ_c,L_c与载体的真实经纬度位置信息λ,L及惯性导航系统计算得到的星体高度角h_c,v_c与传感器观测得到的星体高度角h,v之间的关系可知：

h_c＝h+Δh,v_c＝v+Δv,L_c＝L+ΔL,λ_c＝λ+Δλ；

其中，Δh,Δv分别表示太阳高度角误差和星体高度角误差，Δλ,ΔL分别表示惯性导航系统的经度误差和纬度误差；考虑Δh,Δv为小量，将公式(1)在λ,L处进行一阶泰勒展开并进行整理得到组合导航系统位置量测模型：

其中，

ε表示观测太阳高度角与观测星体高度角的观测噪声带来的误差，为组合导航系统位置量测模型的量测量，为组合导航系统位置量测模型的系数矩阵，为由惯性导航系统的经纬度位置误差组成的状态量；

采用卡尔曼滤波方法解算载体的经纬度位置信息λ,L，组合导航系统的状态方程选取惯性导航系统误差方程：

表示组合导航系统的状态量x对时间的导数，F为组合导航系统状态转移矩阵，G为组合导航系统噪声转移矩阵，w为组合导航系统干扰矩阵。