单探测器x射线脉冲星导航分时观测方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法及装置，其中方法包括：获取系统先验状态和系统先验状态协方差；根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值、系统先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差；根据预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系统状态后验估计误差，以选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测；通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信号的到达时间，以对测量值进行更新；以及根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差矩阵。该方法通过分时观测可以有效提高导航精度。
【专利说明】
单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及X射线脉冲星导航技术领域，特别设及一种单探测器X射线脉冲星导航 分时观测方法及装置。
【背景技术】
[0002] XPNAV(X-ray Pulsar化vigation，X射线脉冲星导航系统）是一种利用脉冲星福 射的X射线信号对航天器进行定位、定姿、授时、测速的自主天文导航系统。单探测器X射线 脉冲星导航通常应用于初期的XPNAV在轨实验，由于载荷、资金等方面的限制，在航天器上 往往只能携带一个X射线探测器，此时，需要利用运唯一的X射线探测器分时观测不同脉冲 星，获得近似等同于同时观测多颗脉冲星的导航精度。
[0003] 然而，对于分时观测不同脉冲星的方法，相关技术均按照某一固定观测顺序，轮流 观测脉冲星，虽然简单易行，然而却不一定是分时观测方法的最优有效方案。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法， 该方法通过分时观测可W有效提高导航精度。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种单探测器X射线脉冲星导航分 时观测方法，包括:获取系统先验状态和系统先验状态协方差;根据预设数据库中每一颗待 观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值、所述系统先验状态和系统先验状态协方 差得到预计系统后验状态协方差;根据所述预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X 射线脉冲星对应的系统状态后验估计误差，W选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉 冲星进行观测;通过对所述系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线 脉冲星信号的到达时间，W对测量值进行更新；W及根据更新后的测量值得到系统后验状 态和系统后验状态协方差矩阵。
[000引本发明实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，首先获取系统先验状 态和系统先验状态协方差，接着结合预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程 和测量误差估计值得到预计系统后验状态协方差，并选择计算每一颗待观测X射线脉冲星 对应的系统状态后验估计误差并选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观 ，最后通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信号 的到达时间来对测量值进行更新W及根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验 状态协方差矩阵，从而通过分时观测可W有效提高导航精度。
[0009] 另外，根据本发明上述实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法还可W 具有W下附加的技术特征：
[0010] 在一些示例中，所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，通过轨道动力学 方程得到所述系统先验状态和先验系统状态协方差。
[0011] 在一些示例中，所述获取系统先验状态和系统先验状态协方差进一步包括:通过 前一时刻的系统先验状态和系统先验状态协方差生成容积积分点;对所述容积积分点进行 轨道动力学递推计算得到容积点轨道动力学积分计算结果;根据所述容积点轨道动力学积 分计算结果得到所述系统先验状态和系统先验状态协方差。
[0012] 在一些示例中，所述系统后验状态和系统后验状态协方差矩阵的计算方式如下： 获取系统状态与观测量之间的互协方差矩阵;获取测量更新的误差矩阵;根据所述互协方 差矩阵和所述测量更新的误差矩阵得到卡尔曼滤波增益值;获取所述测量值;根据所述卡 尔曼滤波增益值和所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态;根据所述卡尔曼滤波 增益值、所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态协方差矩阵。
[0013] 在一些示例中，所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，系统后验状态协 方差矩阵的对角之和为所述系统状态后验估计误差。
[0014] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种单探测器X射线脉冲星导航 分时观测装置，包括:获取模块，用于获取系统先验状态和系统先验状态协方差;第一计算 模块，用于根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值、所 述系统先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差;选择模块，用于根 据所述预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系统状态后验估计 误差，W选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测；更新模块，用于通过对 所述系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信号的到达时 间，W对测量值进行更新；W及第二计算模块，用于根据更新后的测量值得到系统后验状态 和系统后验状态协方差矩阵。
[0015] 本发明实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，首先获取模块获取系 统先验状态和系统先验状态协方差，接着第一计算模块结合预设数据库中每一颗待观测X 射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值得到预计系统后验状态协方差，并选择模块选择 计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系统状态后验估计误差并选择系统状态后验估计误 差最小的X射线脉冲星进行观测，最后更新模块通过对系统状态后验估计误差最小的X射线 脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信号的到达时间来对测量值进行更新W及第二计算模块 根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差，从而通过分时观测可W有 效提高导航精度。
[0016] 另外，根据本发明上述实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置还可W 具有W下附加的技术特征：
[0017] 在一些示例中，所述获取模块进一步用于通过轨道动力学方程得到所述系统先验 状态和先验系统状态协方差。
[0018] 在一些示例中，所述获取模块具体用于:通过前一时刻的系统先验状态和系统先 验状态协方差生成容积积分点;对所述容积积分点进行轨道动力学递推计算得到容积点轨 道动力学积分计算结果;根据所述容积点轨道动力学积分计算结果得到所述系统先验状态 和系统先验状态协方差。
[0019] 在一些示例中，所述第一计算模块和所述第二计算模块进一步用于:获取系统状 态与观测量之间的互协方差矩阵;获取测量更新的误差矩阵;根据所述互协方差矩阵和所 述测量更新的误差矩阵得到卡尔曼滤波增益值;获取所述测量值;根据所述卡尔曼滤波增 益值和所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态;根据所述卡尔曼滤波增益值、所 述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态协方差矩阵。
[0020] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0021] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0022] 图1为根据本发明一个实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法的流程 图；
[0023] 图2为根据本发明一个实施例的轨道动力学计算的示意图；
[0024] 图3为根据本发明一个实施例的基于容积卡尔曼滤波理论的单探测器X射线脉冲 星导航滤波装置的示意图；
[0025] 图4为根据本发明一个具体实施例的基于系统后验状态估计模块的单探测器X射 线脉冲星导航分时观测方法的流程图；
[0026] 图5为根据本发明一个实施例的导航精度对比示意图；
[0027] 图6为根据本发明一个实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置的示意 图。
【具体实施方式】
[0028] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0029] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的单探测器X射线脉冲星导航分时观测 方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的单探测器X射线脉冲星导航分 时观测方法。
[0030] 图1是本发明一个实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法的流程图。
[0031] 如图1所示，该单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法可W包括W下步骤：
[0032] 在步骤SlOl中，获取系统先验状态和系统先验状态协方差。
[0033] 具体地，可W通过轨道动力学方程得到所述系统先验状态和先验系统状态协方 差。更具体而言，首先通过前一时刻的系统先验状态和系统先验状态协方差生成容积积分 点，接着对容积积分点进行轨道动力学递推计算得到容积点轨道动力学积分计算结果，最 后根据容积点轨道动力学积分计算结果得到系统先验状态和系统先验状态协方差。
[0034] 为了本领域人员更加了解轨道动力学计算过程，下面结合图2具体说明。
[0035] 如图2所示，第一容积点生成器，生成容积积分点。设第k-1时刻系统状态为
系统协方差矩阵为Pk-I I k-i，其中咬为航天器在k-1时刻的 位置矢量估计值，为航天器在k-1时刻的速度矢量估计值。令
，In表 示n行n列的单位矩阵，其中n = 6为系统状态的维数，Cl表示C的第i列，则容积积分点生成的 公式是
，.Chol (?)代表对矩阵的Cholesky分解。
[0036] 第二容积点积分计算，对容积点进行轨道动力学递推计算。设轨道动力学状态转 移函数为f( ?)，系统噪声为W，其中W符合均值为0,协方差矩阵为Q的高斯分布，则可W建立 轨道动力学状态计算方程为
由于上述方程没有解析解，可W使用四阶龙 格库塔算法对每一个容积点Xi,分别进行轨道动力学迭代计算，具体的迭代公式如下：
[0037] y(j+l)=y(j)+hX 化 1+2 Xk2 巧 X k3+k4)/6 [003引 ki = f(Xi,k-i|k-i( j)，y( j))
[0039] k2 = f(xi,k-i|k-i(j)+h/2,y(j)+hXki/2)
[0040] k3 = f(xi,k-i|k-i(j)+h/2,y(j)+hXk2/2)
[0041 ] k4=f (xi,k-i|k-i( j)+h,y( j)+hXk3)
[0042] 其中，h为迭代计算步长，可W结合计算精度和计算速度适当选取。
[0043] 第=先验状态估计，对系统进行先验状态估计。设第i个容积点轨道动力学积分计 算的结果是，则第k时刻先验状态估计
[0044] 第四先验状态协方差估计，用于对系统进行先验状态协方差进行估计。估计公式 为
[0045] 在步骤S102中，根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量 误差估计值、系统先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差。
[0046] 在步骤S103中，根据预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对 应的系统状态后验估计误差，W选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测。
[0047] 在步骤S104中，通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X 射线脉冲星信号的到达时间，W对测量值进行更新。
[0048] 需要说明的是，计算X射线脉冲星信号的到达时间。X射线探测器接收X射线脉冲星 信号，记录接收到的光子的到达时|1
I捜索似然函数(6( 4 1)最大值对应的 相位，贝化射线脉冲星信号的到达时I'g
Mti; 4 1)是光子的到达速率函数，由X射线脉冲星数据库提供。
[0049] 在步骤S105中，根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差矩 阵。
[0050] 具体地，首先获取系统状态与观测量之间的互协方差矩阵，接着获取测量更新的 误差矩阵，然后根据互协方差矩阵和测量更新的误差矩阵得到卡尔曼滤波增益值，W及获 取测量值，最后根据卡尔曼滤波增益值和测量更新的误差矩阵得到系统后验状态和根据卡 尔曼滤波增益值、测量更新的误差矩阵得到系统后验状态协方差矩阵。
[0051 ]下面结合图3详细说明，如图3所示：
[0052] 第一互协方差估计，估计系统状态与观测量之间的互协方差矩阵。设X射线脉冲星 的方向矢量为n，测量噪声为U，其中U符合均值为0,协方差矩阵为R的高斯分布，Z为X射线脉 冲星信号的到达时间，则可W建立X射线脉冲运导航娜I畳方浩巧:Z = HX+U，其中，H= [n 0 0 0]，则第k时刻互协方差估计计算公式夫
[0053] 第二更新误差估计，估计测量更新的误差矩阵。第k时刻更新误差估计计算公式 为
[0054] 第=卡尔曼滤波增益估计，计算卡尔曼滤波增益值。第k时刻更新误差估计计算公 式为
[0055] 第四更新量估计，估计测量值。第k时刻更新误差估计计算公式为：
「0化61 笛书后胳3术杰化化系统后验状态。第k时刻后验系统状态估计计算公式为：
[0057]第六后验状态协方差估计，估计系统后验状态协方差矩阵。第k时刻后验系统后验 状态协方差矩阵计算公式关
[005引需要说明的是，容积卡尔曼滤波理论是通过使用=阶容积积分规则，解决了传统 卡尔曼滤波器中非线性高斯积分难W计算的问题，是未来卡尔曼滤波领域最有发展潜力的 滤波理论之一。
[0059] 需要说明的是，其中，系统后验状态协方差矩阵的对角之和为系统状态后验估计 误差。
[0060] 根据本发明实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，首先获取系统先 验状态和系统先验状态协方差，接着结合预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量 方程和测量误差估计值得到预计系统后验状态协方差，并选择计算每一颗待观测X射线脉 冲星对应的系统状态后验估计误差并选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行 观测，最后通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信 号的到达时间来对测量值进行更新W及根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后 验状态协方差，从而通过分时观测可W有效提高导航精度。
[0061] 图4为根据本发明一个具体实施例的基于系统后验状态估计模块的单探测器X射 线脉冲星导航分时观测方法的流程图。
[0062] S401，利用轨道动力学计算模块，计算系统先验状态和系统先验状态协方差，并将 计算结果分别送入系统后验状态估计模块一和系统后验状态估计模块二；
[0063] S402,将每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计，由X射线脉冲星 导航数据库模块分别送入系统后验状态估计模块一；
[0064] S403,利用系统后验状态估计模块一计算系统后验状态协方差矩阵，并将计算结 果送入X射线脉冲星选择模块；
[0065] S404，利用X射线脉冲星选择模块，分别计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系 统状态后验估计误差，选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测；
[0066] S405,观测X射线脉冲星，利用TOA估计模块计算X射线脉冲星信号的到达时间，并 将结果送入系统后验状态估计模块二中；
[0067] S406,利用系统后验状态估计模块二，计算系统后验状态和系统后验状态协方差， 并返回第S401步，进入下一次的迭代计算过程。
[006引举例而言，使用3颗备选X射线脉冲星B0531+2UB1821-24和B1939+21，对一颗低轨 卫星进行单探测器X射线脉冲星导航，原始轨道数据生成采用HPOP模型，轨道动力学状态转 移计算采用二体模型，最终得到的定位精度与传统方案的性能对比曲线如图5。
[0069] 根据本发明实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，首先获取系统先 验状态和系统先验状态协方差，接着结合预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量 方程和测量误差估计值得到预计系统后验状态协方差，并选择计算每一颗待观测X射线脉 冲星对应的系统状态后验估计误差并选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行 观测，最后通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信 号的到达时间来对测量值进行更新W及根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后 验状态协方差，从而通过分时观测可W有效提高导航精度。
[0070] 其次参照附图描述根据本发明实施例提出的单探测器X射线脉冲星导航分时观测 装置。
[0071] 图6是本发明一个实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置的结构示意 图。
[0072] 如图6所示，该单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置可W包括:获取模块10(相 当于上述的轨道动力学计算模块）、第一计算模块20(相当于上述的系统后验状态估计模块 一）、选择模块30(相当于上述的X射线脉冲星选择模块）、更新模块40(相当于上述的TOA估 计模块)和第二计算模块50(相当于上述的系统后验状态估计模块二）。
[0073] 其中，获取模块10用于获取系统先验状态和系统先验状态协方差。第一计算模块 20用于根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值、系统 先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差。
[0074] 选择模块30用于根据预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对 应的系统状态后验估计误差，W选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测。
[0075] 更新模块40用于通过对系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到 X射线脉冲星信号的到达时间，W对测量值进行更新。
[0076] 第二计算模块50用于根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协 方差。
[0077] 获取模块10进一步用于通过轨道动力学方程得到系统先验状态和先验系统状态 协方差。
[0078] 获取模块10具体用于通过前一时刻的系统先验状态和系统先验状态协方差生成 容积积分点。对容积积分点进行轨道动力学递推计算得到容积点轨道动力学积分计算结 果。根据容积点轨道动力学积分计算结果得到系统先验状态和系统先验状态协方差矩阵。
[0079] 第一计算模块20和第二计算模块50进一步用于:获取系统状态与观测量之间的互 协方差矩阵。获取测量更新的误差矩阵。根据互协方差矩阵和测量更新的误差矩阵得到卡 尔曼滤波增益值。获取测量值。根据卡尔曼滤波增益值和所述测量更新的误差矩阵得到系 统后验状态。根据卡尔曼滤波增益值、测量更新的误差矩阵得到系统后验状态协方差矩阵。
[0080] 其中，系统后验状态协方差矩阵的对角之和为系统状态后验估计误差。
[0081] 需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不 再寶述。
[0082] 本发明实施例的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，首先获取模块获取系 统先验状态和系统先验状态协方差，接着第一计算模块结合预设数据库中每一颗待观测X 射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值得到预计系统后验状态协方差，并选择模块选择 计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系统状态后验估计误差并选择系统状态后验估计误 差最小的X射线脉冲星进行观测，最后更新模块通过对系统状态后验估计误差最小的X射线 脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信号的到达时间来对测量值进行更新W及第二计算模块 根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差，从而通过分时观测可W有 效提高导航精度。
[0083] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，= 个等，除非另有明确具体的限定。
[0084] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W在任 一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0085] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可W理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可W对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取系统先验状态和系统先验状态协方差； 根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量误差估计值、所述系 统先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差； 根据所述预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对应的系统状态后 验估计误差，以选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测； 通过对所述系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X射线脉冲星信 号的到达时间，以对测量值进行更新；以及 根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差矩阵。2. 如权利要求1所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，其特征在于，通过轨 道动力学方程得到所述系统先验状态和先验系统状态协方差。3. 如权利要求2所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，其特征在于，所述获 取系统先验状态和系统先验状态协方差进一步包括： 通过前一时刻的系统先验状态和系统先验状态协方差生成容积积分点； 对所述容积积分点进行轨道动力学递推计算得到容积点轨道动力学积分计算结果； 根据所述容积点轨道动力学积分计算结果得到所述系统先验状态和系统先验状态协 方差。4. 如权利要求3所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，其特征在于，所述系 统后验状态和系统后验状态协方差矩阵的计算方式如下： 获取系统状态与观测量之间的互协方差矩阵； 获取测量更新的误差矩阵； 根据所述互协方差矩阵和所述测量更新的误差矩阵得到卡尔曼滤波增益值； 获取所述测量值； 根据所述卡尔曼滤波增益值和所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态； 根据所述卡尔曼滤波增益值、所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态协方差 矩阵。5. 如权利要求4所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测方法，其特征在于，系统后 验状态协方差矩阵的对角之和为所述系统状态后验估计误差。6. -种单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取系统先验状态和系统先验状态协方差； 第一计算模块，用于根据预设数据库中每一颗待观测X射线脉冲星的测量方程和测量 误差估计值、所述系统先验状态和系统先验状态协方差得到预计系统后验状态协方差； 选择模块，用于根据所述预计系统后验状态协方差计算每一颗待观测X射线脉冲星对 应的系统状态后验估计误差，以选择系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测； 更新模块，用于通过对所述系统状态后验估计误差最小的X射线脉冲星进行观测得到X 射线脉冲星信号的到达时间，以对测量值进行更新；以及 第二计算模块，用于根据更新后的测量值得到系统后验状态和系统后验状态协方差矩 阵。7. 如权利要求6所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，其特征在于，所述获 取模块进一步用于通过轨道动力学方程得到所述系统先验状态和先验系统状态协方差。8. 如权利要求7所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，其特征在于，所述获 取模块具体用于： 通过前一时刻的系统先验状态和系统先验状态协方差生成容积积分点； 对所述容积积分点进行轨道动力学递推计算得到容积点轨道动力学积分计算结果； 根据所述容积点轨道动力学积分计算结果得到所述系统先验状态和系统先验状态协 方差。9. 如权利要求8所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，其特征在于，所述第 一计算模块和所述第二计算模块进一步用于： 获取系统状态与观测量之间的互协方差矩阵； 获取测量更新的误差矩阵； 根据所述互协方差矩阵和所述测量更新的误差矩阵得到卡尔曼滤波增益值； 获取所述测量值； 根据所述卡尔曼滤波增益值和所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态； 根据所述卡尔曼滤波增益值、所述测量更新的误差矩阵得到所述系统后验状态协方差 矩阵。10. 如权利要求8所述的单探测器X射线脉冲星导航分时观测装置，其特征在于，系统后 验状态协方差矩阵的对角之和为所述系统状态后验估计误差。
【文档编号】G01C21/02GK105953791SQ201610269560
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】詹亚锋, 梁昊
【申请人】清华大学