中国空间科学技术
中國空間科學技術
중국공간과학기술
CHINESE SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY
2015年
1期
27-35
,共9页
磁强计%姿态确定%鲁棒自适应滤波%卡尔曼增益%稳定%微小卫星
磁彊計%姿態確定%魯棒自適應濾波%卡爾曼增益%穩定%微小衛星
자강계%자태학정%로봉자괄응려파%잡이만증익%은정%미소위성
Magnetometer%Attitude estimation%Robust adaptive filter%Kalman gain%Stability%Small satellite
基于磁强计测量的微小卫星姿态确定系统中,由于状态方程和测量方程均为轨道参数的函数,因此在轨道估计存在误差的情况下,标准的扩展卡尔曼滤波算法(ExtendedKalman Filter,EKF)并不能获得姿态的最优解.针对轨道确定误差对姿态确定的影响,基于自适应滤波及鲁棒估计原理,提出了鲁棒自适应卡尔曼滤波(Robust Adaptive KalmanFilter,RAKF)算法.该算法通过构建合理的膨胀因子和自适应因子,自动调节观测噪声方差矩阵和一步预测方差矩阵的大小,从而改变旧有数据及观测信息在滤波中的权重,获得更合理的卡尔曼增益,使滤波器获得近似最优结果.基于标准卡尔曼滤波的稳定性理论,证明了若系统一致完全可控并且一致完全可观,该滤波器是一致渐近稳定的.数学仿真表明,与EKF相比,RAKF能够将欧拉角估计精度从0.3°提高到0.2°,从而证明了该算法的有效性.
基于磁彊計測量的微小衛星姿態確定繫統中,由于狀態方程和測量方程均為軌道參數的函數,因此在軌道估計存在誤差的情況下,標準的擴展卡爾曼濾波算法(ExtendedKalman Filter,EKF)併不能穫得姿態的最優解.針對軌道確定誤差對姿態確定的影響,基于自適應濾波及魯棒估計原理,提齣瞭魯棒自適應卡爾曼濾波(Robust Adaptive KalmanFilter,RAKF)算法.該算法通過構建閤理的膨脹因子和自適應因子,自動調節觀測譟聲方差矩陣和一步預測方差矩陣的大小,從而改變舊有數據及觀測信息在濾波中的權重,穫得更閤理的卡爾曼增益,使濾波器穫得近似最優結果.基于標準卡爾曼濾波的穩定性理論,證明瞭若繫統一緻完全可控併且一緻完全可觀,該濾波器是一緻漸近穩定的.數學倣真錶明,與EKF相比,RAKF能夠將歐拉角估計精度從0.3°提高到0.2°,從而證明瞭該算法的有效性.
기우자강계측량적미소위성자태학정계통중,유우상태방정화측량방정균위궤도삼수적함수,인차재궤도고계존재오차적정황하,표준적확전잡이만려파산법(ExtendedKalman Filter,EKF)병불능획득자태적최우해.침대궤도학정오차대자태학정적영향,기우자괄응려파급로봉고계원리,제출료로봉자괄응잡이만려파(Robust Adaptive KalmanFilter,RAKF)산법.해산법통과구건합리적팽창인자화자괄응인자,자동조절관측조성방차구진화일보예측방차구진적대소,종이개변구유수거급관측신식재려파중적권중,획득경합리적잡이만증익,사려파기획득근사최우결과.기우표준잡이만려파적은정성이론,증명료약계통일치완전가공병차일치완전가관,해려파기시일치점근은정적.수학방진표명,여EKF상비,RAKF능구장구랍각고계정도종0.3°제고도0.2°,종이증명료해산법적유효성.
