刘明1,吴姣2
Ming LIUJiao WU2
摘要: 针对航天器集群在轨自主导航时全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)短期拒止情况下的导航发散问题,引入航天器间基于数据链(Data Link, DL)的相对测距系统及神经网络辅助系统,提升拒止期间导航品质。考虑到INS、GNSS及DL系统采样频率不同,本文采用具有即插即用特点的因子图(Factor Graph, FG)架构实现INS/GNSS/DL的多源测量信息的动态融合。为避免数据链测距信息解算时的误差放大,设计基于旋转矩阵的相对测距信息解算方法;设计基于惯性积分状态及历史测量残差的复合故障诊断环节,结合因子图即插即用特点,实现GNSS故障及DL故障的检测与隔离;此外,针对GNSS拒止情况,设计广义回归神经网络(General Regression Neural Network,GRNN)与Elman神经网络(Elman Neural Network,ENN)组合的辅助系统,对历史时刻GNSS与INS导航数据之间的潜在关系进行拟合,并对缺失GNSS导航数据进行在线预测与补偿。将GNSS预测数据与INS/DL数据进一步融合,获得GNSS拒止情况下的导航结果。仿真结果表明,组合使用基于数据链的相对测距信息及GRNN-ENN神经网络辅助系统能有效缓解GNSS拒止情况下的导航发散情况。
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