本文關(guān)鍵詞：基于多傳感器信息融合的衛(wèi)星姿態(tài)確定技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以正在研制的某衛(wèi)星的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計為背景,從理論上較為全面的研究了三軸穩(wěn)定衛(wèi)星的姿態(tài)確定技術(shù),建立了姿態(tài)敏感器的測量模型和姿態(tài)確定估計模型,并選用算例對所建模型進(jìn)行了仿真。 應(yīng)用衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)方程,建立了基于歐拉角描述的姿態(tài)確定估計模型。應(yīng)用該估計模型,分別研究了在穩(wěn)態(tài)控制期間,基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的“地平儀”單獨定姿、“星敏感器”單獨定姿、“地平儀和星敏感器”組合定姿、“星敏感器和陀螺”組合定姿、“地平儀和陀螺”組合定姿、“磁強(qiáng)計和陀螺”組合定姿等方案。研究了在初態(tài)速率阻尼階段應(yīng)用陀螺定姿的方案。 應(yīng)用衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程,建立了基于歐拉角描述的姿態(tài)確定估計模型。應(yīng)用該估計模型,研究了穩(wěn)態(tài)控制期間基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的“星敏感器和陀螺”組合定姿的方案。 對這些姿態(tài)確定算法的算例進(jìn)行仿真與分析,對各種算法進(jìn)行了評估。仿真結(jié)果表明,這些算法具有較好的濾波穩(wěn)定性和較快的收斂性,且具有較理想的定姿精度,能分別滿足中等精度和高精度要求,在三軸穩(wěn)定航天器姿態(tài)確定和自主導(dǎo)航中具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：三軸穩(wěn)定衛(wèi)星 姿態(tài)敏感器 姿態(tài)確定 卡爾曼濾波
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：V448.22
【目錄】：

• 摘要10-11
• ABSTRACT11-12
• 第一章 前言12-18
• §1.1 引言12-13
• §1.2 衛(wèi)星姿態(tài)確定技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 發(fā)展方向15-16
• §1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 衛(wèi)星姿態(tài)描述和運動模型18-30
• §2.1 坐標(biāo)系定義及其轉(zhuǎn)換18-21
• 2.1.1 坐標(biāo)系定義18-19
• 2.1.2 坐標(biāo)系之間的方向余弦陣19-20
• 2.1.3 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的歐拉角表示法20-21
• §2.2 衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)模型21-23
• 2.2.1 衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程21-22
• 2.2.2 四元素表示法22
• 2.2.3 歐拉角表示法22-23
• §2.3 衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)模型23-25
• §2.4 干擾力矩模型25-29
• 2.4.1 引力梯度力矩26
• 2.4.2 氣動力矩26-27
• 2.4.3 太陽輻射壓力矩27-28
• 2.4.4 地磁力矩28-29
• §2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 最優(yōu)線性濾波方法30-40
• §3.1 動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述30-33
• 3.1.1 連續(xù)時間線性系統(tǒng)30-31
• 3.1.2 離散時間線性系統(tǒng)31-32
• 3.1.3 連續(xù)時間線性系統(tǒng)的時間離散化32-33
• §3.2 線性濾波問題概述33-34
• §3.3 離散時間線性系統(tǒng)的卡爾曼濾波34-39
• 3.3.1 系統(tǒng)描述34-35
• 3.3.2 Kalman濾波器35-37
• 3.3.3 穩(wěn)態(tài)Kalman濾波器37-38
• 3.3.4 多傳感器穩(wěn)態(tài)最優(yōu)Kalman濾波器38-39
• §3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 姿態(tài)敏感器定姿模型40-51
• §4.1 地平儀定姿模型40-43
• §4.2 磁強(qiáng)計定姿模型43-45
• §4.3 陀螺儀定姿模型45-46
• §4.4 星敏感器定姿模型46-50
• §4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 衛(wèi)星姿態(tài)確定估計模型51-68
• §5.1 衛(wèi)星剛體動力學(xué)方程的線性化51-56
• 5.1.1 穩(wěn)態(tài)控制期間衛(wèi)星剛體動力學(xué)的線性化51-52
• 5.1.2 非穩(wěn)態(tài)控制期間衛(wèi)星剛體動力學(xué)的線性化52-56
• §5.2 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用地平儀定姿的估計模型56-57
• §5.3 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用星敏感器定姿的估計模型57-58
• §5.4 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用星敏感器和陀螺組合定姿的估計模型58-59
• §5.5 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用地平儀和陀螺組合定姿的估計模型59-61
• §5.6 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用星敏感器和地平儀組合定姿的估計模型61-62
• §5.7 穩(wěn)態(tài)控制期間應(yīng)用三軸磁強(qiáng)計和陀螺組合定姿的估計模型62-63
• §5.8 初態(tài)速率阻尼階段應(yīng)用陀螺定姿的估計模型63-65
• §5.9 應(yīng)用衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)的姿態(tài)確定估計模型65-66
• §5.10 本章小結(jié)66-68
• 第六章 仿真算例及結(jié)果分析68-93
• §6.1 穩(wěn)態(tài)期間仿真條件68-72
• §6.2 穩(wěn)態(tài)控制期間仿真結(jié)果與分析72-82
• 6.2.1 應(yīng)用地平儀確定姿態(tài)仿真72-73
• 6.2.2 應(yīng)用星敏感器確定姿態(tài)仿真73-75
• 6.2.3 應(yīng)用星敏感器和陀螺組合確定姿態(tài)仿真75-77
• 6.2.4 應(yīng)用地平儀和陀螺組合確定姿態(tài)仿真77-79
• 6.2.5 應(yīng)用地平儀和星敏感器組合確定姿態(tài)仿真79-80
• 6.2.6 應(yīng)用磁強(qiáng)計和陀螺組合確定姿態(tài)仿真80-82
• §6.3 初態(tài)階段應(yīng)用陀螺定姿的仿真82-84
• §6.4 應(yīng)用姿態(tài)運動學(xué)方程定姿的仿真84-86
• §6.5 姿態(tài)確定相關(guān)分析86-92
• 6.5.1 不同模型噪聲下的定姿仿真與分析86-87
• 6.5.2 不同測量噪聲下的定姿仿真與分析87-89
• 6.5.3 關(guān)于濾波器簡化89-90
• 6.5.4 軌道預(yù)報誤差對姿態(tài)確定的影響分析90-92
• §6.6 本章小結(jié)92-93
• 第七章 結(jié)論與展望93-96
• §7.1 工作總結(jié)93
• §7.2 主要結(jié)論93-95
• §7.3 研究展望95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 附錄A Matlab仿真程序101-105
• 附錄B 在學(xué)期間公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文105

【引證文獻(xiàn)】

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中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：基于多傳感器信息融合的衛(wèi)星姿態(tài)確定技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327031