基于自适应简化容积卡尔曼滤波的编队卫星相对导航

作者：穆建君; 周川^*; 郭健; 韩飞; 孙玥

来源：南京理工大学学报, 2023, 47(03): 365-372.

DOI：10.14177/j.cnki.32-1397n.2023.47.03.011

• 自适应卡尔曼滤波
• 容积卡尔曼滤波
• 编队卫星
• 相对导航
• 容积规则
• 噪声估计器
• 时间更新
• 容积变换

针对在星间相对导航中噪声的统计特性未知可能引起滤波估计精度下降甚至发散的问题，提出了一种自适应简化容积卡尔曼滤波(ASCKF)算法。将Sage-Husa自适应滤波与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合，通过容积规则摆脱线性滤波的局限性。改进Sage-Husa噪声估计器以避免噪声方差在线估计可能出现的非正定现象，从而保证了滤波器对噪声统计变化的自适应能力。结合编队卫星运动模型的特点，用常规卡尔曼滤波(KF)的时间更新代替相应的容积变换过程，在不影响滤波器性能的前提下减少了运算量。仿真结果表明：在测量噪声统计特性未知的情况下，与CKF相比，该文算法对相对状态的估计精度提高了近25%,同时滤波器的稳定性也得到了提高。

• 单位
  上海航天控制技术研究所; 自动化学院; 南京理工大学