星敏感器在軌標(biāo)定算法研究.pdf

1、在軌標(biāo)定是高精度衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)的重要組成部分；在闡述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的描述方法、姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)及最小二乘算法、卡爾曼濾波等理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，分析了星敏感器的測(cè)量原理與誤差源，研究了星敏感器在軌標(biāo)定的實(shí)現(xiàn)原理，針對(duì)不同基準(zhǔn)，對(duì)星敏感器系統(tǒng)常值誤差設(shè)計(jì)了多種在軌標(biāo)定算法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。本文具體研究工作主要包括以下四部分：研究了利用高精度陀螺對(duì)星敏感器誤差在軌標(biāo)定方法。采用高精度陀螺，利用陀螺作為星體的姿態(tài)參考可以連續(xù)提供星體的三軸姿態(tài)角

2、速度信息，積分得到相應(yīng)的姿態(tài)角特性，結(jié)合衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，基于卡爾曼濾波算法，針對(duì)星敏感器的常值誤差和測(cè)量噪聲，設(shè)計(jì)了星敏感器在軌標(biāo)定模型，以確保姿態(tài)測(cè)量元件在軌工作精度。針對(duì)該算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真。針對(duì)星敏感器在軌測(cè)量的星像點(diǎn)偏移和星敏感器光學(xué)透鏡焦距變化進(jìn)行了自主在軌標(biāo)定算法研究。星敏感器幾何參數(shù)一般在發(fā)射前在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了標(biāo)定，但是由于強(qiáng)加速度和太陽(yáng)輻照熱影響等因素會(huì)使其發(fā)生變化。故星敏感器自主在軌標(biāo)定也是很重要的。利用星敏感器的量

3、測(cè)量，應(yīng)用卡爾曼濾波算法，設(shè)計(jì)了星敏感器在軌自主獨(dú)立標(biāo)定模型，并進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真?；陉憳?biāo)敏感器針對(duì)星敏感器系統(tǒng)常值誤差進(jìn)行了在軌標(biāo)定算法研究。利用陸標(biāo)敏感器經(jīng)圖像匹配識(shí)別得到的一系列特征點(diǎn)坐標(biāo)，與基準(zhǔn)圖像相應(yīng)特征點(diǎn)坐標(biāo)經(jīng)過(guò)比較，將最小二乘最優(yōu)估計(jì)值作為量測(cè)，應(yīng)用卡爾曼濾波算法，設(shè)計(jì)了星敏感器在軌標(biāo)定模型，然后進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真?；谛l(wèi)星天基有效載荷對(duì)星敏感器系統(tǒng)常值誤差進(jìn)行了在軌標(biāo)定算法研究。利用天基載荷對(duì)目標(biāo)恒星成像，設(shè)計(jì)了最小二乘算法，