INS/CNS/GNSS机载高性能空中对准技术研究

陈善秋，武庆雅，吴禹彤，张丽玲，夏宇强，龙腾宇

（1.国防科技大学空天科学学院，长沙 410073；2.北京航天时代激光导航技术有限责任公司，北京 100094）

0 引言

捷联惯导系统（Strapdown Inertial Navigation Sys⁃tem，SINS）在进入正常导航工作状态之前必须进行初始对准。初始对准为SINS工作提供初始姿态航向信息，是影响导航系统性能的关键技术之一，在很大程度上决定了惯导系统的工作精度和快速反应能力［1］。一般情况下，载机可以在地面完成静基座初始对准，但紧急情况下载机可能要随时起飞，需要在空中通过动基座对准方式完成初始对准。

载机在空中一般通过卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）提供的速度和位置信息进行对准［2］，但实际应用中该方法对准时间长，精度也无法得到保证。近年来，学者们提出了一些新的机载动基座初始对准方法，如利用视觉、 Doppler测速、 雷达等辅助的方法［3⁃6］。 随着星敏感器探测能力的提升，大气层内全天时小视场星敏感器日益成熟，长航时远程飞机开始配备天文导航设备［7］。 天文导航系统（Celestial Navigation System，CNS）定向精度是目前所有导航系统中最高的，且定位精度次于GNSS。为充分发挥GNSS与CNS各自的优势，本文提出了一种基于卫星天文辅助的机载惯导空中对准方法。由于GNSS与CNS的输出频率不同，且不一定具有整数倍数关系，若使用集中滤波、联邦滤波或传统意义上的序贯滤波，则需要对量测信息进行内插外推，不仅计算量大，还会造成一定程度的精度损失。针对此问题，本文采用广义序贯滤波方法来实现多传感器的异步信息融合。……