星圖識(shí)別算法及空間飛行器姿態(tài)確定研究.pdf

1、星敏感器是一種矢量姿態(tài)敏感器，它以恒星位置為參考矢量進(jìn)行姿態(tài)的測(cè)量和確定，由于其指向精度高、無(wú)姿態(tài)積累誤差等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。在星敏感器應(yīng)用過(guò)程中，需要解決兩大關(guān)鍵技術(shù)：一個(gè)是星圖識(shí)別問(wèn)題，另外一個(gè)是基于星敏感器的姿態(tài)確定問(wèn)題。
　　本文針對(duì)星敏感器應(yīng)用過(guò)程中涉及的星圖識(shí)別算法理論，以及基于星敏感器矢量觀測(cè)的姿態(tài)計(jì)算方法作了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1.分析了星圖識(shí)別算法以及姿態(tài)計(jì)算中需要的坐標(biāo)系理論和四元數(shù)理論。詳細(xì)推

2、導(dǎo)了四元數(shù)坐標(biāo)變換公式和運(yùn)動(dòng)方程，為四元數(shù)理論在姿態(tài)解算中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　2.研究了恒星在視場(chǎng)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，提出了導(dǎo)航星的選取和導(dǎo)航星庫(kù)構(gòu)造方法的參考準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)上，研究了三種傳統(tǒng)經(jīng)典星圖識(shí)別算法，從理論上進(jìn)行對(duì)比研究，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　3.從理論上推導(dǎo)了TRIAD、q-方法、QUEST等三種基于星敏感器矢量觀測(cè)的姿態(tài)確定算法。同時(shí)給出了具體的算例，詳細(xì)分析了三種算法的適用范圍和計(jì)算精度。