基于對偶四元數(shù)的編隊飛行衛(wèi)星螺旋修正算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、衛(wèi)星編隊飛行是一個新興的領(lǐng)域,以其更優(yōu)的性能、更強的魯棒性、更好的適應(yīng)性,更低的成本受到各國航天研究人士的青睞。本文研究了編隊飛行衛(wèi)星所涉及的兩個基本理論問題——衛(wèi)星相對位置、姿態(tài)的數(shù)學(xué)描述與數(shù)值解算;模型的不可交換誤差處理。
  對偶四元數(shù)是描述一般性剛體運動的最簡潔、有效的工具,可以用于研究所有剛體運動學(xué)和動力學(xué)問題。受此啟發(fā),本文將對偶四元數(shù)應(yīng)用在編隊衛(wèi)星的建模上,統(tǒng)一描述衛(wèi)星的相對位置和姿態(tài),分別構(gòu)建主、從星的相對運動學(xué)和

2、動力學(xué)方程,建立對偶四元數(shù)位姿模型。相對于傳統(tǒng)分開處理剛體旋轉(zhuǎn)和平移的方法,模型簡潔,簡化了算法結(jié)構(gòu),同時對偶四元數(shù)的迭代方程在描述剛體連續(xù)運動和坐標(biāo)變換時非常方便。
  由于剛體運動的不可交換性,在衛(wèi)星測控過程中,對偶四元數(shù)位姿模型同樣會引入所謂的圓錐誤差和劃船誤差,本文基于典型的螺旋環(huán)境,設(shè)計了螺旋修正算法,并論證了其與傳統(tǒng)圓錐修正和劃船修正的一致性,比較了其與傳統(tǒng)算法的精度。由于螺旋修正算不必像傳統(tǒng)算法那樣分別為衛(wèi)星的姿態(tài)更

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