星敏感器陀螺姿態(tài)確定系統(tǒng)在軌標(biāo)定研究.pdf

1、姿態(tài)敏感器在軌標(biāo)定本質(zhì)上是實(shí)時(shí)地消除各種因素所致的系統(tǒng)性姿態(tài)誤差，隨著航天任務(wù)對(duì)姿態(tài)精度需求逐漸提高，在軌標(biāo)定應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。本文以星敏感器、陀螺組成的姿態(tài)確定系統(tǒng)為基本研究對(duì)象，對(duì)星敏感器在軌標(biāo)定和姿態(tài)敏感器安裝標(biāo)定進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)星敏感器成像過(guò)程中成像參數(shù)漂移造成星敏姿態(tài)輸出具有系統(tǒng)性誤差的問(wèn)題，本文使用與航天器自身姿態(tài)無(wú)關(guān)的星角距不變?cè)瓌t對(duì)包括星敏感器像平面主點(diǎn)偏移、焦距偏差和鏡頭畸變?cè)趦?nèi)的星敏感

2、器主要成像參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定指標(biāo)函數(shù)的建立，并對(duì)使用遺傳算法對(duì)指標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解進(jìn)行研究。⑵在傳統(tǒng)的Shuster提出的測(cè)量方差基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在機(jī)理上提出了兩種可能的方差形式----光錐方差和鏡頭畸變方差，相應(yīng)給出了方差的影響方式。⑶針對(duì)星敏感器在航天器姿態(tài)機(jī)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)姿態(tài)信息輸出延遲和姿態(tài)方差增大問(wèn)題，進(jìn)行了機(jī)理建模和補(bǔ)償方法的研究，并基于Kalman濾波方法對(duì)上述問(wèn)題作出修正。⑷針對(duì)星敏感器、陀螺組成的姿態(tài)確定系統(tǒng)在軌安裝標(biāo)定，為了真正

3、實(shí)現(xiàn)確定航天器關(guān)鍵部件姿態(tài)，引入可以給出有效姿態(tài)信息的光學(xué)有效載荷，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安裝方位標(biāo)定。進(jìn)行姿態(tài)敏感器間安裝參數(shù)建模，以星敏感器為標(biāo)定基準(zhǔn)敏感器，建立陀螺、光學(xué)有效載荷相對(duì)星敏感器的相對(duì)安裝參數(shù)矩陣，使得星敏感器、陀螺等姿態(tài)敏感器輸出的姿態(tài)信息直接與航天器有效載荷關(guān)聯(lián)，進(jìn)而保證姿態(tài)確定的直接、有效性。在建立標(biāo)定模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)不同需求進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)EKF、偏差隱式EKF、偏差顯式EKF和UKF算法應(yīng)用在安裝標(biāo)定領(lǐng)域的研究。⑸針對(duì)姿態(tài)敏感