● 摘要
星光折射间接敏感地平的导航方法具有导航精度高、误差不随时间积累、抗干扰能力强以及可同时提供位置和姿态信息等特点，拥有广阔的应用前景。其中折射星光观测信息作为星光折射间接敏感地平最主要的观测信息，对飞行器采用星光折射导航精度有重要的影响，然而一直以来还未有文献从导航精度角度方面分析提出如何选择折射星，使得飞行器导航解算精度达到最高。而且面对折射高度约束，天体干扰等其它因素造成飞行器在轨过程中某些时刻无法观测到折射星光，形成“导航空白段”现象，也制约了星光折射导航的发展。 本文基于星光折射导航原理，深入研究了导航折射星分布规律、最佳星光观测窗口，并以此提出了一种基于轨道的飞行器最适应最优选星新方法，结合折射星分布规律，筛选折射高度，根据飞行器位置选取最优可观测折射星，实现高精度导航。针对“导航空白段”现象，本文提出了一种基于神经网络补偿星光空白段导航数据的新方法，该方法利用导航误差与状态误差修正之间的相关特性建立三层神经网络权值系统，该神经网络系统能够有效地预测并修正飞行器状态信息，使星光空白段前后导航误差变化平稳，保证了飞行器高精度定位。随后给出了一种衡量天文导航系统中的观测量和系统性能的分析方法，分析了由于所选用的星光观测量的不同所导致的系统导航性能的差别。最后本文分析了选取的最优折射星对应最佳姿态，并分析了姿态误差对星光折射角量测误差影响。 本文对所有理论分析均进行了计算机仿真，对比并分析了仿真结果，验证了本文算法的有效性。