卫星导航矢量跟踪技术鲁棒机理研究

摘要：针对卫星导航矢量跟踪算法存在的鲁棒性问题，本课题拟将鲁棒控制理论代替目前卫星导航跟踪算法中所采用的经典和现代控制理论，将LQG/LTR（线性二次型高斯/回路传递复现技术）最优鲁棒控制方法引入到矢量跟踪技术中，从体系结构和信号处理两个层面开展鲁棒机理研究，用卡尔曼方法实现最优估计、LQG方法实现最优控制、LTR方法提高控制系统鲁棒性，使用高斯混合模型和期望最大化算法降低非高斯噪声引入的模型误差，通过卡方检测和特征结构配置法建立矢量跟踪算法的故障诊断机制，以提高矢量跟踪系统的鲁棒动态性、渐进调节性能和稳定性，解决矢量跟踪技术中存在的瓶颈问题。本研究可为我国高性能卫星导航定位终端的研制提供理论基础，为未来北斗全球导航卫星系统的建设提供支撑。

针对卫星导航矢量跟踪算法存在的鲁棒性问题，本项目从鲁棒性机理分析和稳定性机理分析两个理论层面开展研究，并从矢量接收机建模方面开展了闪烁噪声和自适应滤波研究工作，进而对矢量接收机信号处理方法和性能精度两个方面开展评估。项目发表的论文受到美国导航协会开普勒奖获得者Ward的高度评价，项目获得的成果已经通过与航天科技集团公司第五研究院503研究所的合作进行了推广，并应用于我国航天领域。对于该领域的进一步深入研究工作，申请人继续申请并获批了国家自然科学基金面上项目“轨道航天器的开环矢量导航方法研究”（61471017）。