基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法，在GNSS可用时利用最小二乘法处理紫外敏感器测量量与GNSS高精度定位结果，可较为准确地得到导航系统的系统误差估计值，用于在GNSS不可用时对导航信息进行补偿，以提高导航精度，操作简单、适用范围广，紫外敏感器的系统误差模型改变后也能依据本发明专利技术的方法类推出紫外敏感器的系统误差，可扩展性强。本发明专利技术在系统误差估计过程中，没有对状态量进行扩展，在滤波估计中，状态维数不再进行增加，维数的减少有利于增强滤波器的稳定性和加快滤波收敛速度，故本发明专利技术给出的系统误差估计方法能够较快地给出高精度的系统误差估计结果。

On orbit calibration method for system errors of ultraviolet sensor based on GNSS

The present invention provides a method for ultraviolet sensor calibration system based on GNSS error, using the least squares method is available on the GNSS when processing the ultraviolet sensor measurement and high precision GNSS positioning results can be accurately obtained system navigation errors estimation value is used to compensate the navigation information in the GNSS is not available, to to improve the navigation accuracy, simple operation, wide application range, changing the system error model of ultraviolet sensor can also according to the method of the invention the introduction of ultraviolet sensor system error, strong scalability. The present invention in system error estimation process, not to expand the state, in the filtering estimation, the state dimension no longer increase, is conducive to enhancing the stability of the filter and accelerate the convergence speed of filter for reducing the dimensionality of the system error, the estimation method can estimate the results quickly given the high precision of system error.

【技术实现步骤摘要】
基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法
本专利技术涉及卫星导航
，特别的，涉及一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法。
技术介绍
目前的在轨卫星大多依赖地面设备获取导航信息，地面工作站的任务越来越繁重，人们对卫星的自主运行能力提出了越来越高的要求。作为自主运行能力之一，卫星的自主导航即是指卫星不依赖于地面设备支持，而是利用星上自备的有效载荷和测量设备实时地确定自身的位置和速度，是当今卫星控制技术发展的必然要求。高轨卫星(HEO)一般指轨道高度在20000km以上的高地球轨道卫星。这类卫星具有更好的安全稳定性和更大的对地覆盖面积，因此相对于低轨卫星具有更加重要的意义，一般多为导航、通讯卫星和特殊军用卫星，在陆地和海洋通信、气象探测、教育应用、电视直播、灾难预警以及空间太阳能站等方面都有着很重要的用途。全球导航卫星系统(GlobeNavigationSatelliteSystem,GNSS)能提供全球、全天候、连续和高精度的导航定位服务，已广泛应用于陆地、海洋、航空航天等领域。高轨卫星一般运行于比GNSS卫星更高的轨道上，因而只能接收到来自地球背面的间断GNSS卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在GNSS可用时，使高轨卫星上的星载接收机对GNSS卫星进行观测，建立GNSS伪距观测方程；使高轨卫星上的紫外线敏感器对地球进行观测，建立紫外敏感器观测方程；2)利用步骤1得到的GNSS测量信息得到高轨卫星位置信息，通过非线性滤波算法处理高轨卫星位置信息，得到GNSS伪距测量信息下的高精度导航结果；3)通过最小二乘法处理步骤1得到的紫外敏感器观测量与步骤2得到的高精度导航结果，得到紫外敏感器的误差估计值；4)以步骤3得到的紫外敏感器的误差估计值为标定值，在GNSS不可用时对高轨卫星的导航信息进行补偿，从而提高导航精...

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在GNSS可用时，使高轨卫星上的星载接收机对GNSS卫星进行观测，建立GNSS伪距观测方程；使高轨卫星上的紫外线敏感器对地球进行观测，建立紫外敏感器观测方程；2)利用步骤1得到的GNSS测量信息得到高轨卫星位置信息，通过非线性滤波算法处理高轨卫星位置信息，得到GNSS伪距测量信息下的高精度导航结果；3)通过最小二乘法处理步骤1得到的紫外敏感器观测量与步骤2得到的高精度导航结果，得到紫外敏感器的误差估计值；4)以步骤3得到的紫外敏感器的误差估计值为标定值，在GNSS不可用时对高轨卫星的导航信息进行补偿，从而提高导航精度。2.根据权利要求1所述的一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法，其特征在于，步骤1中，紫外敏感器的观测方程如式1所示：其中，Δx、Δy分别为紫外光学敏感轴在像平面内由于像点提取误差、主点偏差、焦距偏差、成像平面的倾斜与旋转，以及镜头畸变等误差因素的影响造成的x轴和y轴的像素偏差；f为紫外敏感器的焦距；为紫外敏感器测量的地心惯性系下的高轨卫星质心位置矢量；为测量系到惯性系的转换矩阵，为紫外敏感器的测量量，εr为观测随机噪声；步骤1中，GNSS伪距观测方程如式2所示：其中，下标j表示GNSS卫星编号，ρj为伪距测量值(高轨卫星与GNSS卫星之间的距离，即GNSS的测量量)，为GNSS卫星在信号发射时刻的地心惯性位置矢量，rI为高轨卫星在信号接收时刻的地心惯性位置矢量，c为导航信号传播速度，δtj为GNSS卫星钟差，δtr为高轨卫星上的接收机钟差，δρj,ion为电离层时延误差；为高轨卫星上的接收机伪距测量噪声。3.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的紫外敏感器系统误差在轨标定方法，其特征在于，步骤2中，采用扩展卡尔曼滤波对GNSS测量信息进行处理，具体步骤为：2.1)建立式3的非线性离散系统：其中，xk+1为高轨卫星在k+1时刻的状态量，zk+1为高轨卫星在k+1时刻的测量量，其包括紫外测量量和GNSS测量量，h(xk+1)为观测方程，其包括式1与式2所表示的观测方程，f(xk)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，安雪滢，王奕迪，霍梦晨，吴杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43