微振動信號寬帶寬濾波方法研究.pdf

1、在對地觀測領(lǐng)域，人們?yōu)榱双@得高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)而不斷努力，而衛(wèi)星平臺上存在的高頻微振動信號是制約對地觀測衛(wèi)星實現(xiàn)高精度對地觀測的主要原因。本文主要研究了高頻微振動信號測量和寬帶寬姿態(tài)信息融合技術(shù)，旨在解決衛(wèi)星有效載荷姿態(tài)指向確定的問題。一方面可以為衛(wèi)星平臺及載荷指向提供精確的反饋輸入，提高控制精度，進(jìn)而提高有效載荷的指向精度;另一方面，可以用于對地觀測圖像的幾何修正，提高觀測圖像的分辨率。主要研究內(nèi)容如下:
　　1、衛(wèi)星姿態(tài)建模

2、研究:總結(jié)衛(wèi)星姿態(tài)確定中常用的參考坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系、衛(wèi)星姿態(tài)描述方法和四元數(shù)描述的運動學(xué)方程，并建立基于飛輪擾動的姿態(tài)抖動干擾模型。
　　2、低頻帶姿態(tài)確定方法研究:建立了由星敏感器和陀螺組成的低頻帶姿態(tài)確定系統(tǒng)和基于廣義卡爾曼濾波姿態(tài)確定算法，并通過數(shù)學(xué)仿真驗證了此方法的精確性。
　　3、基于MHD-ARS(magneto-hydro-dynamics, MHD, angular-rate-sensor, ARS)的寬帶

3、寬姿態(tài)確定方法研究:通過分析高頻帶敏感器MHD-ARS的測量原理及其工作特性，建立基于MHD-ARS的高頻帶姿態(tài)確定系統(tǒng)的測量模型。利用MHD-ARS測量的高頻帶姿態(tài)抖動信息，擴(kuò)展低頻帶姿態(tài)確定系統(tǒng)的姿態(tài)抖動信息，建立了基于卡爾曼濾波的寬帶寬姿態(tài)確定系統(tǒng)模型和濾波算法，實現(xiàn)了寬帶寬的姿態(tài)確定。
　　4、基于Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波的寬帶寬姿態(tài)確定系統(tǒng)研究:建立基于Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波的寬帶寬姿態(tài)確定系統(tǒng)模型