系统工程与电子技术

作者：庄智星, 龚柏春*, 郝明瑞, 王子文

单位：1. 南京航空航天大学航天学院，江苏 南京 210016；2. 北京机电工程研究所，北京 100074

关键词：飞行器编队,相对导航,可观测性分析,一致性无味卡尔曼滤波

针对卫星导航拒止环境中飞行器编队欠测量相对导航难题，提出一种编队成员之间仅测距离或视线角度的协同相对导航方法。首先，以相对位置、航向角差、速度为基础并纳入传感器有色噪声在内，建立了相对运动状态模型。然后，建立了由仅测距或仅测角两种相对测量和飞行器航向、空速测量信息组成的测量模型，在此基础上引入李导数理论对相对导航状态进行了可观测性分析，获得了激励系统状态可观测性的充分条件。接着，以三个飞行器构成编组并建立几何拓扑一致性约束模型，在此基础上设计了基于一致性无味卡尔曼滤波（consensus unscented Kalman filter，CUKF）算法的分布式估计算法。最后，对所提方法进行了Monte Carlo打靶仿真验证，仿真结果表明，飞行器的运动满足可观测性条件时相对导航状态是可观测的，几何拓扑一致性约束的引入确实提升了系统可观测性，三机编队时混合测量方式相比全员仅测距或测角更具优势，相对位置的估计误差不超过5 m/轴（3σ）。

来源：2026年第1期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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