卫星天文导航自主定轨精度及误差分析

季 玮，白 涛，武国强，林宝军

（1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所 上海 200050；2.上海微小卫星工程中心 上海 201203；3.中国科学院光电研究院 北京 100094）

卫星天文导航自主定轨精度及误差分析

季 玮1，2，白 涛2，3，武国强2，3，林宝军2，3

（1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所 上海 200050；2.上海微小卫星工程中心 上海 201203；3.中国科学院光电研究院 北京 100094）

通过星敏感器和红外地敏观测星光角距是目前实现卫星天文自主导航最为工程可行的方法，但由于星上敏感器在测量过程中不可避免的会引入外部环境测量误差，导致观测量星光角距存在偏差，最终会造成卫星定轨结果不精确。为解决这一问题，结合实验数据分析，最终确定了敏感器存在的系统误差是造成卫星天文导航定轨精度较低的最大误差源，并利用最小二乘方法对敏感器系统误差进行标定，将标定之后的观测量通过卡尔曼滤波算法进行噪声消除，使观测量更加准确。最后，利用星上实际下传数据对此方法进行验证，取得了良好的效果。

敏感器误差分析；静态地敏；天文导航；星光角距；星敏感器

天文导航是一种重要的卫星自主定轨方法[1-2]，它仅需利用卫星自带的姿态敏感部件星敏感器、红外地平仪等，且不需要与外界进行任何的信息交互，是一种完全意义上的自主定轨方法。对低轨卫星、中高轨卫星和深空探测器，天文导航自主定轨方法都备受青睐[3-5]。

文中天文导航所研究的对象为北斗中高轨卫星，其有如下两大特点：