無測量信息的衛(wèi)星姿態(tài)動力學運動學遞推方法研究.pdf

1、本文以某長壽命衛(wèi)星姿態(tài)確定任務為背景，對無任何測量信息的衛(wèi)星短期高精度姿態(tài)遞推方法進行了研究。對于長壽命衛(wèi)星，難以保證陀螺長期連續(xù)可用，陀螺最為可能的工作方式為冷備份，因此研究衛(wèi)星在無姿態(tài)敏感器和陀螺測量信息的短期姿態(tài)自主遞推算法，以在特定條件下(主要指星敏數(shù)據(jù)短期無效時)，降低系統(tǒng)對陀螺的依賴性，為控制器提供姿態(tài)基準，以保證星體的基本目標指向，避免姿態(tài)發(fā)散，進而為測量系統(tǒng)狀態(tài)恢復提供充足時間。通過衛(wèi)星動力學和運動學分析可知，無任何測量

2、信息的姿態(tài)及角速度遞推精度主要與衛(wèi)星自身轉動慣量和外界干擾力矩的精度相關，因此首先，本文對衛(wèi)星的姿態(tài)動力學/運動學模型進行推導，并得出無敏感器姿態(tài)遞推的理論依據(jù)。其次，設計了基于二階卡爾曼濾波算法的衛(wèi)星干擾力矩估計算法，仿真表明算法精度較為理想。之后，根據(jù)簡化的動力學/運動學方程設計無測量信息時衛(wèi)星角速度與姿態(tài)遞推算法，算法中對干擾力矩進行前饋。在此算法基礎上，推導遞推算法的誤差模型和誤差公式，并對各誤差源對遞推算法精度的影響程度進行了