嫦娥三号着陆器的陀螺在轨标定

为了提高月球软着陆过程的导航精度,嫦娥三号着陆器需要在动力下降前进行在轨陀螺安装、刻度因子和常值漂移标定.根据这一特定任务需求,设计了一种新颖的两层滤波算法.第一层滤波算法为惯性姿态估计,用于获得较为准确的星体角速度估值;第二层算法进行陀螺在轨标定,器载计算机使用第一层算法提供的星体角速度估值,利用UD分解扩展卡尔曼滤波,同时估计出陀螺的安装偏差、刻度因子误差和常值漂移.为了提高可观性,着陆器需要按照事先规划的角速度序列进行姿态机动.本文详细介绍了这一方法的原理和设计思路,并进行了公式推导和可观性分析.最后,结合实际飞行数据对该算法的效果进行了说明.