根据协同相对导航滤波算法性能分析的结论，集群飞行器可采用集中式和分布式协同定位滤波算法进行协同相对导航。为了验证上述两种导航方法的性能，本小节将建立其滤波算法模型并开展算例仿真。假设目标航天器运行在高度为600 km的圆轨道上，以目标航天器的轨道坐标系作为参照，从飞行器从初始位置为［-1 500 m，0，0］为开始，按照C-W制导模式沿空间椭圆对目标航天器实施绕飞观测，并且在绕飞过程中运动不受控制。从飞行器的标称绕飞轨迹如图7-5所示。

图7-5　从飞行器的标称绕飞轨迹

主飞行器的初始位置为［-1 000 m，0，0］，主飞行器对目标航天器和从飞行器Ci的相对位置进行测量，各向测量精度均为5 m（3σ），并且各向测量噪声均不相关。但主飞行器要对自身位置不断修正，以保证其停泊在初始位置附近。

主飞行器分别测量目标航天器和从飞行器的相对位置信息，并分别采用集中式和分布式协同定位滤波算法获得从飞行器相对目标航天器的相对方位信息和相对运动速度信息，滤波步长为500 ms。图7-6所示为集中式协同定位轨迹。从图中可以看出，在导航的初始时刻，由于滤波初始条件给定的状态初值、方差初值与真实值之间存在着较大的偏差。因此，在初始时刻，导航数据偏差大幅度快速振荡，但随着滤波时间的推移，导航轨迹逐渐收敛到标称轨迹附近。

图7-6　集中式协同相对导航滤波轨迹

图7-7所示为采用集中式协同定位滤波算法在各方向的定位误差。从图中可以看到，在达到稳态后，各方向的定位误差优于1 m左右。但是，当主飞行器对自身位置进行修正时，各方向的导航误差会突然增大，这说明集中式协同定位滤波算法对主飞行器的位置修正机动较为敏感。(www.daowen.com)

图7-7　集中式协同相对导航滤波位置误差

图7-8所示为采用分布式协同定位轨迹，同样在导航的初始时刻，由于滤波初始条件给定的状态初值、方差初值与真实值之间存在着较大的偏差，导航轨迹在标称轨迹附近大幅度快速振荡，但是随着滤波时间的推移，导航轨迹逐渐收敛到标称轨迹附近。

图7-8　分布式协同相对导航滤波轨迹

图7-9所示为采用分布式协同定位在各方向的定位误差。从图中可以看到，在达到稳态之后，各方向的定位误差优于0.5 m左右。对比图7-7可以看到，图7-9中误差振荡幅度明显减小，这说明分布式协同定位算法不仅减少了计算量对，同时滤波精度也明显提高。

图7-9　分布式协同相对导航滤波定位误差