基于最小二乘原理的天文定姿和定位方案

朱劍斌，譚守林，譚 飛，李 方

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基于最小二乘原理的天文定姿和定位方案

朱劍斌1，譚守林1，譚 飛2，李 方3

（1. 第二炮兵工程大學(xué)906教研室，西安，710025；2. 第二炮兵裝備部西安軍事代表處，西安，710025；3. 第二炮兵工程大學(xué)圖書(shū)館，西安，710025）

針對(duì)彈載平臺(tái)天文導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，研究了基于最小二乘原理的天文導(dǎo)航方法。在天文定姿中，以大視場(chǎng)星敏感器為天文觀測(cè)器件，研究了TRIAD方法和最小二乘定位法，仿真驗(yàn)證了最小二乘方法在充分利用多顆觀測(cè)星的情況下定姿效果優(yōu)于TRIAD法。在天文定位中，摒棄了傳統(tǒng)的非線性濾波方法定位，以最小二乘微分矯正法實(shí)現(xiàn)了對(duì)導(dǎo)彈的純數(shù)學(xué)解析定位，仿真實(shí)驗(yàn)證明最小二乘微分矯正定位方法以較小的運(yùn)算量獲得了優(yōu)于純慣導(dǎo)的定位精度。

彈道導(dǎo)彈最小二乘法；TRIAD；天文定位天文定姿

0 引 言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，彈道導(dǎo)彈成為了具有超強(qiáng)進(jìn)攻性和強(qiáng)大威懾力的武器。射擊精度作為導(dǎo)彈武器的主要性能指標(biāo)之一，很大程度上受制于所配備的導(dǎo)航系統(tǒng)。20世紀(jì)中葉，載人航天事業(yè)的發(fā)展極大促進(jìn)了天文導(dǎo)航技術(shù)的現(xiàn)代化應(yīng)用[1]。彈道導(dǎo)彈由于其運(yùn)行軌跡的絕大部分位于大氣層之外，為天文觀測(cè)設(shè)備提供了良好的觀測(cè)環(huán)境，彈載天文導(dǎo)航技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

本文針對(duì)彈載平臺(tái)天文導(dǎo)航，研究了基于最小二乘原理的導(dǎo)彈天文定姿、定位技術(shù)。在航天器天文定姿技術(shù)中，有雙星觀測(cè)TRIAD算法[2]、多星觀測(cè)Euler-q算法[3]和Quest算法[4]等。本文在大視場(chǎng)星敏感器的基礎(chǔ)上研究了最小二乘法定姿，在仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上與TRIAD算法作了比較。……