[发明专利]基于捷联惯导与星敏感器的组合导航系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于捷联惯导与星敏感器的组合导航系统及方法，组合导航系统包括用于测量载体的姿态信息并根据状态误差项的最优估计修正姿态信息的捷联惯导；用于获取被成像恒星在星敏感器坐标系下的经纬度以及与被成像恒星匹配的基准恒星在地心惯性坐标系下的方向单位矢量、在星敏感器坐标系下的经纬度的星敏感器；在星敏感器观测的恒星数量为1颗或2颗时，用于根据构建的以由基准恒星与被成像恒星在星敏感器坐标系下的经度差值、纬度差值构成的经纬位置差为状态量，以预先构建的捷联惯导的误差方程为状态方程的观测方程，得到捷联惯导的状态误差项的最优估计的滤波器。应用本发明，可以提高组合导航系统的应用范围。

主权项

一种基于捷联惯导与星敏感器的组合导航系统，其特征在于，该组合导航系统包括：捷联惯导、星敏感器以及滤波器；其中，所述捷联惯导用于测量载体的姿态信息，并根据来自滤波器的状态误差项的最优估计，修正所述载体的姿态信息；所述星敏感器用于根据预先设置的更新频率获取最大视角内的被成像恒星在星敏感器坐标系下的第一经纬角；利用第一经纬角、来自所述捷联惯导的姿态信息和预先存储有基准恒星在地心惯性坐标系下赤经纬角的基准恒星库，确定出与被成像恒星匹配的基准恒星在地心惯性坐标系下的第二方向单位矢量；基于第二方向单位矢量以及所述姿态信息，确定所述基准恒星在载体坐标系下的第三方向单位矢量以及在星敏感器坐标系下的第二经度、第二纬度；所述滤波器用于利用来自所述捷联惯导的姿态信息，以及来自所述星敏感器的第一经纬角、第二经度、第二纬度和第二方向单位矢量，确定基准恒星与被成像恒星在星敏感器坐标系下的经纬角差值；将预先构建的捷联惯导的误差方程作为状态方程，构建以经纬角差值为状态量的观测方程；对构建的观测方程进行卡尔曼滤波，得到捷联惯导的状态误差项的最优估计。