基于X射线脉冲星的导航仿真系统研究
脉冲星具有稳定的周期频率和位置坐标,能够提供航天器需要的重要导航参考信息.本文构建了以基于X射线脉冲星的导航授时、定位和定姿为主要功能模块的导航仿真系统,并用形式化语言对该系统功能模块和数据关系进行简要描述,采用纯数值方法在MATLAB中重构X射线脉冲星信号作为信号源,在授时模块中使用锁相环电路,通过锁相环跟踪信号频率和相位的特性,将稳定的脉冲星频率锁定来校正系统时钟;在导航模块中集成了无迹卡曼滤波(UKF)和扩展卡曼滤波(EKF)等多种滤波算法,用于对比相同仿真条件下不同算法性能;同时本文探讨研究了脉冲星导航定位、定姿和授时三个模块间的耦合关系.研究结果表明,采用纯数值方法能够较好地模拟脉冲星信号;在相同仿真条件设定下,无迹卡曼滤波(UKF)和扩展卡曼滤波(EKF)相比运算量大,耗时长,但有更高的导航精度和更好的收敛性.本文搭建的脉冲星导航仿真系统能够完整体现脉冲星导航全过程,也可验证相关算法.
航天器 导航仿真系统 X射线脉冲星 滤波算法
孙晨 桂先洲
国防科学技术大学航天科学与工程学院,长沙,410073
国内会议
烟台
中文
505-510
2015-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）