星跟踪器天文观测信息异常检测算法

周 磊，樊建文

（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）

0 引言

天文导航（Celestial Navigation System，CNS）是以已知准确空间位置的自然天体为基准，通过天体测量仪器被动探测天体位置，经解算确定测量点所在载体的导航信息（姿态或者位置）[1-3]。将导航方法建立在恒星和行星参考系基础上，具有直接、自然、可靠、精确的优点，天文导航就相当于惯性导航系统（Inertial Navigation System，INS）中没有漂移的陀螺仪，非常适合长时间自主运行和导航定位精度要求较高的领域。由天文导航、惯性导航组成的天文/惯性（Celestial Navigation System/Inertial Navigation System，CNS/INS）组合导航系统，具有明显的优势互补性，能够有效提高导航系统的精度和可靠性，已成为远程长航时机载导航技术的重要发展方向[4-6]。

在航空领域，由于小视场星跟踪器的天体敏感设备视场小，视场内一般一次观测一颗导航星，天空中的入射杂散光线较少，单星测量信噪比高，极大提高白天观星的对比度和观星效果，能够克服白天大气对太阳光散射带来的强背景噪声的限制，从而使基于小视场星跟踪器天文惯性组合导航成为首选[7-9]。

小视场星跟踪器虽然能有效克服白天大气强背景噪声的影响，实现全天时观星，但是由于航空平台环境的复杂性，天文观测依然会受到图像传感器（Charge Coupled Device，CCD）热噪声、时统误差、高动态跟踪误差、薄云干扰、蒙气差等噪声的干扰，从而使天文观测信息出现大噪声、跳点、野值、漂移等，导致观测数据失真甚至失效；如果将这些数据不加甄别地作为观测信息使用将会污染CNS/INS 组合导航系统，从而严重影响组合导航精度。……