为了解决传统惯性/天文(SINS/CNS)组合导航无法在线精确估计加速度计零偏而导致SINS导航误差发散的难题,提出了一种动力学模型约束改进的捷联惯性星光折射组合导航方法.直接利用星敏感器观测的原始恒星像点坐标信息与约束改进的SINS导航动力学方程构建SINS/CNS紧组合模型,通过推导加速度计虚拟观测方程和适用于空天跨域飞行器导航的星光折射测量方程,采用扩展卡尔曼滤波方法,实现了对加速度计零偏和陀螺零偏在线估计.典型弹道仿真结果表明,在不增添额外传感器的条件下,相对于传统的基于姿态测量SINS/CNS组合,所提方法导航定位、定速和定姿精度分别提升了97.84％、98.61％和78.70％;相对于传统的基于星光折射SINS/CNS组合,定位、定速和定姿精度分别提升了28.09％、67.72％和79.10％.所提方法有效克服了传统方法精度恶化问题,显著提升了传统SINS/CNS组合导航精度.
飞行器设计 捷联惯导 星光折射 虚拟观测 组合导航 扩展卡尔曼滤波