[发明专利]一种基于多模型自适应滤波的自主导航方法

摘要

一种基于多模型自适应滤波的自主导航方法，基本方法为：首先，选择航天器的位置和速度矢量作为状态变量，选取不同的初始状态建立多个模型，用于描述航天器初始误差；其次，针对多个模型建立多个并行扩展卡尔曼滤波算法，分别进行滤波，获得多个状态估计值；再次，根据各个并行扩展卡尔曼滤波算法的状态估计值与观测量相符合的程度计算相应的滤波权值；最后，根据滤波权值计算各个并行扩展卡尔曼滤波算法的状态估计值的加权和，得到导航滤波结果。该方法能够解决航天器初始位置误差影响航天器自主导航性能的问题，达到增强导航滤波收敛性和快速性的目的。

主权项

一种基于多模型自适应滤波的自主导航方法，其特征在于步骤如下：(1)选择参与自主导航的两个航天器的位置矢量和速度矢量作为状态变量，根据所述状态变量建立状态转移函数、测量函数和由多个不同的初始状态变量构成的模型集；(2)以模型集中的各个元素作为初始值，利用步骤(1)得到的状态转移函数和测量函数，通过并行扩展卡尔曼滤波算法进行递推解算，获得并行扩展卡尔曼滤波算法的状态变量估计值，并计算并行扩展卡尔曼滤波算法的测量残差；(3)根据步骤(2)得到的测量残差计算并行扩展卡尔曼滤波算法的权值；(4)根据步骤(2)得到的各个并行扩展卡尔曼滤波算法的状态变量估计值和步骤(3)得到的各个并行扩展卡尔曼滤波算法的权值计算状态变量估计值的加权和，加权和即为当前时刻多模型自适应滤波的状态变量估计值；(5)将步骤(2)到步骤(4)进行重复迭代，获得不同时刻多模型自适应滤波的状态变量估计值，即获得了两个航天器的位置和速度信息，从而实现航天器的基于多模型自适应滤波的自主导航。