為進(jìn)一步提升姿態(tài)確定的精度和穩(wěn)定性,首先分析了恒星相機(jī)和陀螺聯(lián)合定姿的基本原理,然后選用誤差四元數(shù)作為狀態(tài)變量,推導(dǎo)了基于無跡卡爾曼濾波的恒星相機(jī)和陀螺聯(lián)合定姿的算法.針對恒星相機(jī)、陀螺敏感器精度要求高的特點(diǎn),仿真了多種精度的恒星相機(jī)數(shù)據(jù)和陀螺數(shù)據(jù)進(jìn)行無跡卡爾曼濾波定姿試驗(yàn),并與擴(kuò)展卡爾曼濾波定姿試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較.試驗(yàn)表明無跡卡爾曼濾波定姿方法有效可靠、適用性強(qiáng),可以有效提高恒星相機(jī)的姿態(tài)確定精度,三軸精度較擴(kuò)展卡爾曼濾波算法提高約10%到20%. 

【文章來源】：光子學(xué)報. 2020,49(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

UKF橫滾角定姿結(jié)果對比

UKF俯仰角定姿結(jié)果對比

由表3～5和圖2～4可知，恒星相機(jī)精度一定時，隨著陀螺誤差的增大，UKF法定姿精度要優(yōu)于EKF法定姿精度．試驗(yàn)一中UKF定姿算法比EKF算法俯仰角平均提高約9%，橫滾角平均提高約12%，偏航角平均提高約13%；試驗(yàn)二中UKF定姿算法比EKF算法俯仰角精度平均提高約16%，橫滾角精度平均提高約20%，偏航角精度平均提高值約21%；試驗(yàn)三中UKF定姿算法比EKF算法俯仰角精度平均提高約19%，橫滾角精度平均提高約23%，偏航角精度平均提高約23%；隨著恒星相機(jī)精度的不斷提高，UKF定姿精度的優(yōu)勢越明顯．精度提高的主要原因是UKF直接使用非線性模型進(jìn)行姿態(tài)偏差估計，而EKF法定姿主要采用泰勒展開和一階線性近似對非線性方程進(jìn)行逼近，所以UKF精度要優(yōu)于EKF.圖3 試驗(yàn)3橫滾角定姿結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3043621