基于时变比例系数的陀螺仪/星敏感器组合定姿方法研究

• 作者: 于龙江 余婧 姜洋 张和芬 王跃
• 来源期刊: 上海航天
• 学科: 航空航天
• 关键词: 组合定姿 陀螺仪误差模型 时变比例系数 稳态误差 姿态估计 姿态测量 扩展卡尔曼滤波 时变测量
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 专业纵论
• 页码范围: 42-49
• 页数: 8页
• 分类号: V448.22
• 字数: 3823字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19328/j.cnki.1006-1630.2017.06.007

摘要

为提高卫星定姿精度,对一种基于时变比例系数的陀螺仪/星敏器组合定姿方法进行了研究.采用扩展卡尔曼滤波(EKF)方法进行组合定姿.针对传统EKF的估计误差稳态值存在波动的问题,基于陀螺仪误差模型分析,对传统陀螺仪误差模型进行改进,将观测性较好的四元数误差引入陀螺仪误差模型.为提高稳态精度并尽量缩短收敛时间,用时变比例系数对四元数误差进行加权,在滤波初期选择相对较小的比例系数以弱化比例系数对滤波的影响,使滤波器较快收敛,之后逐渐加大比例系数以提高稳态精度.给出了决定时变比例系数相关参数的确定方法,以及改进滤波器的设计及其控制原理.仿真结果表明:与传统陀螺仪和有固定比例系数的两种误差模型相比,所建立的陀螺仪误差模型能以相对较少的收敛时间,减小估计误差稳态值波动,有效提高姿态角估计精度.