基于带乘性噪声的星敏感器/陀螺卫星姿态确定方法研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tina_19830101
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卫星姿态确定是卫星技术中关键问题之一,它的精度直接影响卫星的工作性能.为满足卫星高精度高可靠性发展要求星敏感器/陀螺组合的卫星姿态测量系统已成为现代卫星普遍采用的配置模式.星敏感器是高精度仪器,存在多种误差源,本文考虑的是星敏感器测量方程中的模型误差,此模型误差在测量方程中表现为乘性噪声的形式,影响卫星姿态确定精度.针对星敏感器和陀螺卫星姿态确定系统中存在乘性噪声的情况,根据线性最小方差的概念和投影公式,推导了一种在线性最小方差意义下最优的滤波算法.该方法能够比较有效的抑制乘性噪声对定姿系统的影响,本文的主要研究工作如卞:(一)、模型中乘性噪声研究:分析了乘性噪声的来源并推导了它在测量方程中的表现形式.(二)、卫星姿态建模研究:总结卫星姿态确定过程中常用的参考坐标系及之间的转换关系、描述姿态的不同方法,建立基于四元数和欧拉角的完整的姿态运动学模型.针对星敏感器测量模型中存在乘性噪声的情况,建立了带乘性噪声的星敏感器测量方程;然后推导出基于误差四元数的带乘性噪声的测量方程与状态方程.(三)、卫星姿态确定算法研究:针对带乘性噪声的星敏感器/陀螺配置的姿态确定系统,提出了适于处理星敏感器/陀螺组合配置中乘性噪声的一种卫星姿态确定方法.该算法能够有效抑制乘性噪声对定姿系统的影响.仿真实验表明该算法定姿效果明显优于不对乘性噪声进行处理的EKF算法,具有较好的姿态确定效果.
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