光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2014年
5期
1280-1288
,共9页
徐国栋%李鹏飞%董立珉%侯天蕊
徐國棟%李鵬飛%董立珉%侯天蕊
서국동%리붕비%동립민%후천예
低轨道(LEO)卫星%自主轨道确定%星载敏感器%最小二乘法%卡尔曼滤波
低軌道(LEO)衛星%自主軌道確定%星載敏感器%最小二乘法%卡爾曼濾波
저궤도(LEO)위성%자주궤도학정%성재민감기%최소이승법%잡이만려파
Low Earth Oribit(LEO) satellite%autonomous orbit determination%spaceborne sensor%least square method%Kalman filter
提出一种适用于低轨道卫星的自主导航方法.与以往采用星光角距作为观测量的方法不同,该方法利用卫星平台中常见的星敏感器和地磁敏感器确定卫星实时轨道参数;通过对星敏感器的观测数据进行适当转换,将卫星位置单位矢量观测方程转换为线性化方程;对地磁场强度与轨道高度的关系进行拟合,利用磁强计观测数据求取地心距;采用拉格朗日差值算法确定卫星初轨,为滤波器提供初值.由于二体轨道动力学模型的一阶线性化近似引入的系统模型误差影响了滤波器性能,而一阶导数函数值的线性组合可替代高阶导数的函数值,并降低计算量,所以本文在扩展KALMAN滤波器的设计过程中,对状态方程进行了高阶线性化处理,从而提高了滤波器状态方程的离散化精度.最后,用仿真实验验证了这种低轨卫星轨道确定方法的有效性与实用性.
提齣一種適用于低軌道衛星的自主導航方法.與以往採用星光角距作為觀測量的方法不同,該方法利用衛星平檯中常見的星敏感器和地磁敏感器確定衛星實時軌道參數;通過對星敏感器的觀測數據進行適噹轉換,將衛星位置單位矢量觀測方程轉換為線性化方程;對地磁場彊度與軌道高度的關繫進行擬閤,利用磁彊計觀測數據求取地心距;採用拉格朗日差值算法確定衛星初軌,為濾波器提供初值.由于二體軌道動力學模型的一階線性化近似引入的繫統模型誤差影響瞭濾波器性能,而一階導數函數值的線性組閤可替代高階導數的函數值,併降低計算量,所以本文在擴展KALMAN濾波器的設計過程中,對狀態方程進行瞭高階線性化處理,從而提高瞭濾波器狀態方程的離散化精度.最後,用倣真實驗驗證瞭這種低軌衛星軌道確定方法的有效性與實用性.
제출일충괄용우저궤도위성적자주도항방법.여이왕채용성광각거작위관측량적방법불동,해방법이용위성평태중상견적성민감기화지자민감기학정위성실시궤도삼수;통과대성민감기적관측수거진행괄당전환,장위성위치단위시량관측방정전환위선성화방정;대지자장강도여궤도고도적관계진행의합,이용자강계관측수거구취지심거;채용랍격랑일차치산법학정위성초궤,위려파기제공초치.유우이체궤도동역학모형적일계선성화근사인입적계통모형오차영향료려파기성능,이일계도수함수치적선성조합가체대고계도수적함수치,병강저계산량,소이본문재확전KALMAN려파기적설계과정중,대상태방정진행료고계선성화처리,종이제고료려파기상태방정적리산화정도.최후,용방진실험험증료저충저궤위성궤도학정방법적유효성여실용성.
