基于北斗的航天器測姿-測速技術(shù)研究.pdf

1、上個世紀，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的誕生引領(lǐng)了衛(wèi)星無線電導航領(lǐng)域的一次革命，將具有定位、授時功能的衛(wèi)星信號接收機裝備于車輛、艦船、飛行器，其應(yīng)用得到了快速的發(fā)展，隨著全球衛(wèi)星導航技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，其潛在的測姿/測速功能也倍受廣大學者的青睞，本課題基于北斗的航天器測姿/測速技術(shù)研究就是以我國自主研發(fā)的北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)為基石，開展對空間飛行器姿態(tài)、速度的測量技術(shù)研究。旨在開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、體積小、穩(wěn)定性好的高精度的空間測姿、測速

2、導航設(shè)備。
　　 基于北斗的航天器測姿/測速系統(tǒng)就是采用一種合理的天線配置技術(shù)將3或4個(至少3個不共線)衛(wèi)星信號接收天線固定安裝在航天器的表面，利用各接收天線接收的偽距測量值、載波相位測量值、多普勒頻移測量值，應(yīng)用差分技術(shù)和測姿、測速算法求取航天器的姿態(tài)、速度信息。
　　 本文介紹了北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)的組成、發(fā)展、現(xiàn)狀以及基于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)測姿/測速的概況；給出了偽距定位原理、載波相位線性化觀測模型以及單差、雙差、

3、三差模型；接著研究了姿態(tài)測量原理、天線配置方案和速度測量原理；搭建了基于北斗航天器姿態(tài)和速度的后數(shù)據(jù)處理Matlab仿真平臺，并進行了實驗數(shù)據(jù)處理，仿真驗證了算法的可行性。
　　 在測姿算法中，載波相位整周模糊度的解算一直是一個難題，本文利用多天線測姿系統(tǒng)所固有的特點，提出了一種幾何算法解算載波相位雙差整周模糊度，即利用各天線載波相位測量值平滑后偽距測量值粗解載體的姿態(tài)角，根據(jù)粗解的姿態(tài)角參數(shù)、各天線間基線向量參數(shù)和衛(wèi)星到接收機