基于IMU/FADS/无线电的火星上升器组合导航方案

作者：龚怡轩; 刘旭; 马瑞; 朱庆华; 李爽^*

来源：飞控与探测, 2020, 3(04): 39-47.

• 火星表面上升
• 组合导航
• 惯性测量单元
• 嵌入式大气数据传感系统
• 无线电信标

以火星采样返回任务中火星表面上升为背景,研究了基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)、嵌入式大气数据传感系统(Flush Air Data Sensing System,FADS)和无线电信标的组合导航方法。首先,在传统的IMU导航框架中加入由无线电测量获得的相对距离、速度信息,以及由FADS获取的动压、温度数据,建立了基于IMU、无线电和FADS的导航观测模型;然后,基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)技术对测量信息进行了融合,并压制了过程噪声和测量噪声,从而对上升器的状态进行了联合估计;最后,在数值仿真中,将UKF与自适应无迹卡尔曼滤波(Adaptive Unscented Kalman Filter,AUKF)技术进行了对比,在比较不同滤波器性能的同时,验证了组合导航方法的有效性。

• 单位
  中国电子科技集团第二十八研究所; 航天学院; 上海航天控制技术研究所; 南京航空航天大学