基于星间测距增强的卫星编队GPS相对导航研究

• 作者: 张伟 徐兆斌 李东俊 杜耀珂 王瞧 金仲和 金小军
• 来源期刊: 上海航天
• 学科: 航空航天
• 关键词: 卫星编队 相对导航 组合导航 伪距 载波相位 差分GPS 星间测距 扩展Kalman滤波
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 95-101
• 页数: 7页
• 分类号: V412.41

摘要

针对单纯差分GPS系统在精度、连续性、实时性方面存在的问题,提出了一种星间测距增强差分GPS的卫星编队组合相对导航方案。该组合相对导航系统由编队卫星中分别安装的GPS接收机、星间RF测量传感器,以及主星中运行的导航处理器组成,其中星间RF测量传感器集成了窄带通信功能,可在进行星间距离测量的同时同步进行GPS数据的互传。采用扩展Kalman滤波算法,结合简化动力学模型和GPS以及RF测量数据实现卫星编队的相对位置与速度的高精度实时递推解算。用模拟器采集数据进行了仿真验证,结果表明：在星间测距数据辅助下,星间基线长度在星间测距工作的30km范围内时,实时相对导航精度优于1mm;系统在GPS信号中断时仍可连续输出满足精度要求的相对位置、速度数据;系统初始化时间由单纯差分GPS相对导航系统的几十个历元降低到单点。