一种基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法
【专利摘要】一种基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法，包括根据导航系统的状态转移模型和观测模型，求取状态转移矩阵和观测矩阵；确定导航系统完全可观的最小历元数，构造低阶可观测矩阵，并利用其判断导航系统是否具备完全可观测性，若导航系统具备完全可观测性，再构造了高阶可观测矩阵，并求取不同阶数下的可观测矩阵条件数；最后利用这一系列条件数构成的条件数矢量评价导航系统可观测度。与现有可观测分析方法相比，本发明充分利用了前期导航观测量，提供了更加准确的可观测度信息，并且计算方法简单，便于工程实现。
【专利说明】—种基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天器自主导航领域，特别涉及一种导航系统可观测分析方法。
【背景技术】
[0002]系统的可观测分析对整个自主导航系统的提高具有重要意义。而系统可观测分析可分为可观测性和可观测度分析。其中，可观测性决定了该导航系统是否能对航天器进行定位，而可观测度则决定了系统对不同导航信息的有效确定程度，也即定位性能“好”与“坏”的问题。对于航天器自主导航系统这种非线性时变系统而言，其可观测分析对精度提升起着至关重要的作用。
[0003]目前，分段线性定常系统(Piece-Wise Constant Systems, PWCS)分析法是一种常用的导航系统可观测性分析方法。该方法假设非线性系统的系数矩阵变化量可以忽略不计，并利用条件数或奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)获得的奇异值分析和评价可观测度。基于微分几何的分析方法利用李导数求解非线性系统的可观测矩阵。基于混合条件数的PWCS分析方法将真实的和近似的可观测阵的特征值条件数作为可观测度的评价准则。这些方法在构造可观性阵时将非线性项忽略或视为干扰。但是，在某些情况下，导航系统非线性有助于提高导航系统可观测度，即强非线性导航系统定位精度高于弱非线性导航系统定位精度。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种导航系统可观测分析方法，旨在为导航系统提供更加准确的可观测度分析结果。
[0005]本发明技术方案提供一种基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法，包括以下步骤，
[0006]步骤1，根据导航系统的状态转移模型和观测模型，按照式(1)和式(2)分别求取状态转移矩阵F和观测矩阵H如下，
[0007]
【权利要求】
1.一种基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤1，根据导航系统的状态转移模型和观测模型，按照式(I)和式(2)分别求取状态转移矩阵F和观测矩阵H如下，
2.根据权利要求1所述基于高阶可观阵的导航系统可观测分析方法，其特征在于:步骤4中，通过比较条件数矢量C得到导航系统可观测分析结果的实现方式为，对两个导航系统，依次比较C1, C2,…，C1，当出现两个导航系统的某条件数不等时，判断具有较小Cj的导航系统的可观测度更好。
【文档编号】G06F19/00GK103870714SQ201410134636
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】刘劲, 钟敏, 吴谨, 熊凌, 王文武, 朱磊 申请人:武汉科技大学