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文檔簡介
1、現(xiàn)代微小衛(wèi)星以低廉的成本、快速靈活的特點(diǎn)以及快速驗(yàn)證新技術(shù)的能力,在各個(gè)國家正越來越受到重視。本文以三軸穩(wěn)定的微小衛(wèi)星為研究對象,展開了對微小衛(wèi)星姿態(tài)確定算法的研究。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面: 針對兩類不同的微小衛(wèi)星,提出了兩種姿態(tài)確定方案:(1)陀螺/星敏感器組合配置,該配置適合質(zhì)量相對較大的、具有高精度姿態(tài)需求的微小衛(wèi)星;(2)磁強(qiáng)計(jì)/地球敏感器組合的無陀螺配置,該方案適合質(zhì)量相對較小、低成本的微小衛(wèi)星。同時(shí)利用擴(kuò)展卡爾曼濾
2、波(EKF)對兩種方案展開研究,針對方案(1)研究了基于四元數(shù)的姿態(tài)確定算法,針對方案(2)研究了分別基于四元數(shù)和修正羅德里格參數(shù)的姿態(tài)確定算法,最后通過仿真驗(yàn)證了這些算法的有效性。 為提高陀螺/星敏感器配置的姿態(tài)確定精度,首先研究了對星敏感器輸出延時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ黄浯?,對星載陀螺誤差進(jìn)行建模,并利用EKF實(shí)現(xiàn)了在機(jī)動條件下對陀螺誤差的實(shí)時(shí)標(biāo)定,提高了姿態(tài)確定精度。最后仿真驗(yàn)證了這兩種方法的有效性。 針對方案(2)具有
3、較強(qiáng)非線性的特點(diǎn)和EKF具有較大線性化誤差的不足,首先引入更適合于非線性系統(tǒng)的平淡卡爾曼濾波(UKF),研究了基于UKF的姿態(tài)確定算法,其次,為提高非高斯噪聲條件下的定姿精度,研究了利用粒子濾波(PF)進(jìn)行姿態(tài)確定的算法。最后,通過仿真驗(yàn)證了這兩種算法的優(yōu)越性。 結(jié)合方案(1)的定姿原理,以VxWorks和PC104為軟硬件環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了陀螺/星敏感器組合姿態(tài)確定算法,搭建了陀螺/星敏感器組合姿態(tài)確定仿真系統(tǒng),并利用該系統(tǒng)對實(shí)現(xiàn)的
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