星敏感器在軌標定算法研究.pdf

1、在軌標定是高精度衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)的重要組成部分；在闡述衛(wèi)星運動姿態(tài)的描述方法、姿態(tài)運動學(xué)及最小二乘算法、卡爾曼濾波等理論知識的基礎(chǔ)上，分析了星敏感器的測量原理與誤差源，研究了星敏感器在軌標定的實現(xiàn)原理，針對不同基準，對星敏感器系統(tǒng)常值誤差設(shè)計了多種在軌標定算法，并進行了仿真驗證。本文具體研究工作主要包括以下四部分：研究了利用高精度陀螺對星敏感器誤差在軌標定方法。采用高精度陀螺，利用陀螺作為星體的姿態(tài)參考可以連續(xù)提供星體的三軸姿態(tài)角

2、速度信息，積分得到相應(yīng)的姿態(tài)角特性，結(jié)合衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程，基于卡爾曼濾波算法，針對星敏感器的常值誤差和測量噪聲，設(shè)計了星敏感器在軌標定模型，以確保姿態(tài)測量元件在軌工作精度。針對該算法進行了數(shù)學(xué)仿真。針對星敏感器在軌測量的星像點偏移和星敏感器光學(xué)透鏡焦距變化進行了自主在軌標定算法研究。星敏感器幾何參數(shù)一般在發(fā)射前在實驗室進行了標定，但是由于強加速度和太陽輻照熱影響等因素會使其發(fā)生變化。故星敏感器自主在軌標定也是很重要的。利用星敏感器的量

3、測量，應(yīng)用卡爾曼濾波算法，設(shè)計了星敏感器在軌自主獨立標定模型，并進行了數(shù)學(xué)仿真?；陉憳嗣舾衅麽槍π敲舾衅飨到y(tǒng)常值誤差進行了在軌標定算法研究。利用陸標敏感器經(jīng)圖像匹配識別得到的一系列特征點坐標，與基準圖像相應(yīng)特征點坐標經(jīng)過比較，將最小二乘最優(yōu)估計值作為量測，應(yīng)用卡爾曼濾波算法，設(shè)計了星敏感器在軌標定模型，然后進行了數(shù)學(xué)仿真。基于衛(wèi)星天基有效載荷對星敏感器系統(tǒng)常值誤差進行了在軌標定算法研究。利用天基載荷對目標恒星成像，設(shè)計了最小二乘算法，