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《衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定算法及仿真技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定算法及仿真技術(shù)研究RESEARCHONSATELITEHIGHACCURACYATTITUDEDETERMINATIONALGORITHMANDSIMULATIONTECHNOLOGY刁雁華哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：V448.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：681.5密級：公開工程碩士學(xué)位論文衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定算法及仿真技術(shù)研究碩士研究生：刁雁華導(dǎo)師：馬廣程教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：控制科學(xué)與工程所在單位：控制科學(xué)與工程系答辯日期：2015年6
2、月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:V448.2U.D.C:52.80DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSATELITEHIGHACCURACYATTITUDEDETERMINATIONALGORITHMANDSIMULATIONTECHNOLOGYCandidate：DiaoYanhuaSupervisor：Prof.MaGuangchengAcademicDegreeAppliedfor：Maste
3、rofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringAffiliation：Dept.ofControlScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要衛(wèi)星姿態(tài)確定是衛(wèi)星姿態(tài)控制的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星功能的前提。目前航天任務(wù)對姿態(tài)確定系統(tǒng)的精度要求越來越高，作為姿態(tài)確定系統(tǒng)的重要組成部分，姿
4、態(tài)敏感器和定姿算法的精度綜合決定了姿態(tài)確定的指向精度。衛(wèi)星一旦發(fā)射將難以維修，特殊的運(yùn)行環(huán)境使其地面仿真具有重要的意義。因此，本文針對衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定算法及仿真技術(shù)的研究具有重要的研究價(jià)值和意義。首先系統(tǒng)總結(jié)了國內(nèi)外在姿態(tài)確定領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，選擇目前主流的“陀螺+星敏感器”的衛(wèi)星姿態(tài)確定配置方案。分析了衛(wèi)星姿態(tài)確定中幾種常用的空間坐標(biāo)系和姿態(tài)描述方法，建立了姿態(tài)參數(shù)對應(yīng)的運(yùn)動學(xué)方程，分析了所用姿態(tài)量測儀器的工作原理。然后基于偏差四元數(shù)，研究了基于EKF的衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定算法。分析了EKF的原理，
5、設(shè)計(jì)了聯(lián)合定姿的數(shù)學(xué)仿真平臺，并進(jìn)行了數(shù)學(xué)仿真，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了衛(wèi)星姿態(tài)確定的精度指標(biāo)體系。其次，研究了基于UKF、PF和CKF的衛(wèi)星姿態(tài)確定的非線性濾波算法，分析了UKF、PF、CKF的工作原理，并進(jìn)行了仿真試驗(yàn)分析，總結(jié)了各算法的精度和應(yīng)用中的特點(diǎn)。最后，研究了基于三軸氣浮臺的衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題。搭建地面全物理仿真試驗(yàn)平臺，通過各儀器設(shè)備對氣浮臺的量測，完成對衛(wèi)星姿態(tài)確定的模擬。在理論研究的基礎(chǔ)上，完成聯(lián)合定姿、EKF/UKF/PF/CKF定姿等多項(xiàng)試驗(yàn)，驗(yàn)證衛(wèi)星高精
6、度姿態(tài)確定仿真系統(tǒng)的正確性和可行性。關(guān)鍵詞：高精度姿態(tài)確定；擴(kuò)展卡爾曼濾波；非線性濾波；三軸氣浮臺；物理仿真-I-AbstractAbstractAsthefoundationofthesatelliteattitudecontrolsystem,thesatelliteattitudedeterminationsystemconsistsofattitudesensorsandattitudedeterminationalgorithmswhichtheaccuracydependsuponthe
7、setwosides.Oncelaunched,satelliteishardtoberepairedinthesevereenvironmentsothatitissignificanttoconductsimulationexperimentontheground.Therefore,theresearchonthesatellitehighaccuracyattitudedeterminationalgorithmandsimulationtechnologyisworthy.Initiall
8、y,thedomesticandforeignresearchstatusofattitudedeterminationisconcludedandthe“gyroscopes&startsensors”configurationisselectedforthesatelliteattitudedetermination.Severalclassicalcoordinatesandattitudedescriptionsarelistedandtheprinciple
