【技术实现步骤摘要】
基于两步Kalman滤波的星光导航方法及系统
本专利技术涉及天文导航
，特别涉及一种基于两步Kalman滤波的星光导航方法及系统。
技术介绍
天文导航是一类主要的卫星自主导航方法。通过对天文信息的连续观测，卫星可实现自身位置、速度等导航信息的自主确定。利用星敏感器与地球敏感器观测信息的星光导航方法是其中一种适用于地球卫星的天文导航算法。星光导航法实现方法简单，稳定可靠，在低、中、高轨卫星中都有着较多的应用。但由于地球敏感器敏感地平时存在较大误差，因而相比于其他的自主导航方法，星光导航法精度较低，在使用上也受到了许多限制。地球敏感器敏感地平误差由季节变化，地球扁率，环境温度，安装偏差，随机噪声等多种因素引起。而在这些误差源中，地球扁率造成的影响最为显著。虽然地球扁率误差有相应的修正方法，但这些算法均需要已知卫星轨道信息，并不适合在自主导航算法中直接使用。而某不基于轨道先验信息的地球扁率误差修正方法，在应用上存在很大限制，仅适用于双圆锥扫描地球敏感器，不适合于其他类型的地球敏感器中应用。
技术实现思路
...
【技术保护点】
1.一种基于两步Kalman滤波的星光导航方法，其特征在于，包括：/n根据原始星光角距观测信息和轨道预报信息，经Kalman滤波算法获取初步卫星轨道信息；/n根据所述初步卫星轨道信息，对地球敏感器地球扁率误差进行修正，获取精确地心矢量信息；/n根据所述精确地心矢量信息，获取精确星光角距观测信息；/n根据所述精确星光角距观测信息和所述轨道预报信息，再次采用Kalman滤波算法获取精度较高的卫星轨道信息。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于两步Kalman滤波的星光导航方法，其特征在于，包括：
根据原始星光角距观测信息和轨道预报信息，经Kalman滤波算法获取初步卫星轨道信息；
根据所述初步卫星轨道信息，对地球敏感器地球扁率误差进行修正，获取精确地心矢量信息；
根据所述精确地心矢量信息，获取精确星光角距观测信息；
根据所述精确星光角距观测信息和所述轨道预报信息，再次采用Kalman滤波算法获取精度较高的卫星轨道信息。
2.如权利要求1所述的基于两步Kalman滤波的星光导航方法，其特征在于，采用原始星光角距观测信息计算初步卫星轨道信息包括：
采集星敏感器观测单位恒星矢量结合星敏感器安装矩阵Rbs，得到卫星本体坐标系下单位恒星矢量
采集地球敏感器观测单位地心矢量结合地球敏感器安装矩阵Rbe，得到卫星本体坐标系下单位地心矢量
利用所述卫星本体坐标系下单位恒星矢量及所述卫星本体坐标系下单位地心矢量构造所述原始星光角距观测信息θ：
3.如权利要求1所述的基于两步Kalman滤波的星光导航方法，其特征在于，根据所述初步卫星轨道信息，对地球敏感器地球扁率误差进行修正，获取精确地心矢量信息包括：
根据所述初步卫星轨道信息，计算地球敏感器扫入地球点位置坐标Pin及扫出地球点位置坐标Pout；
根据所述地球敏感器扫入地球点位置坐标Pin及扫出地球点位置坐标Pout，修正地球敏感器扫入天底角ηin及扫出天底角ηout；
根据地球敏感器敏感地平模型结合修正后的扫入天底角ηin及扫出天底角ηout获得敏感器坐标系下精确单位地心矢量
4.如权利要求3所述的基于两步Kalman滤波的星光导航方法，其特征在于，根据所述卫星初步轨道信息，计算地球敏感器扫入地球点位置坐标Pin及扫出地球点位置坐标Pout包括：
基于公式(4)计算扫入地球点位置坐标Pin及扫出地球点位置坐标Pout：
式中，Pin/out为地球敏感器扫入扫出地球点位置坐标，S和O分别为卫星及地心位置坐标；
OPin/out为扫入扫出地球点惯性坐标系位置向量，SPin/out为惯性坐标系下卫星到扫入扫出地球点的向量，为其单位向量表示；
D＝diag(1,1,1/(1-e)2)，Ys为地球敏感器扫描轴在敏感器坐标系的单位向量表示；
基于公式(5)计算惯性坐标系到地球敏感器坐标系转换矩阵Rei：
Rei＝(Rbe)T·Rbs·Rsi(5)
式中，Rsi为惯性坐标系到星敏坐标系的...
【专利技术属性】
技术研发人员：林夏，林宝军，刘迎春，白涛，武国强，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31
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