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《基于可觀測(cè)度分析的穩(wěn)定姿態(tài)濾波器》由會(huì)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(kù)。
1、第31卷第1期2010年1月航空學(xué)報(bào)ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．1Jan．2010文章編號(hào)：1000一6893(2010)01—0165一07基于可觀測(cè)度分析的穩(wěn)定姿態(tài)濾波器苗育紅1’2，周江華s(1．第二炮兵工程學(xué)院603教研室，陜西西安710025)(2．清華大學(xué)自動(dòng)化系，北京100084)(3．中國(guó)科學(xué)院光電研究院，北京100190)StableExtendedKalmanFilterforAttitudeDeterminationBasedonObs
2、ervabilityAnalysisMiaoYuhon91”．ZhouJianghua3(1．Department603，SecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an710025，China)(2．DepartmentofAutomation，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)(3．InstituteofOpticsandElectronics，ChineseAcademyofSiences，Beijing100190，China)摘要：提
3、出一種適用于慣性／天文組合航天飛行器的穩(wěn)定姿態(tài)濾波器，可以在不降低系統(tǒng)可觀測(cè)度的前提下解決濾波計(jì)算中的奇異問題。對(duì)于奇異問題的傳統(tǒng)解決方案是刪除觀測(cè)方程的一行，通過對(duì)比刪除前后系統(tǒng)可觀測(cè)度的變化，證明此解決方案會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)可觀測(cè)度下降，并指出如何選擇最優(yōu)刪除方案以使系統(tǒng)可觀測(cè)度下降最小。根據(jù)對(duì)傳統(tǒng)解決方案的分析結(jié)果，提出了不降低系統(tǒng)可觀測(cè)度的投影算法。理論分析和仿真試驗(yàn)證明，應(yīng)用了投影算法的姿態(tài)濾波器更為穩(wěn)定，估計(jì)效率更高。關(guān)鍵詞：姿態(tài)估計(jì)；天文導(dǎo)航；卡爾曼濾波；可觀測(cè)度；系統(tǒng)穩(wěn)定性中圖分類號(hào)：V249．32+8文獻(xiàn)標(biāo)
4、識(shí)碼：AAbstract：ThisarticlepresentsastableextendedKalmanfilteralgorithmforspacecraftattitudedeterminationbymeansofangularrateandvectorobservation．Thefilterusingtheproposedalgorithmcansolvethesingu—larityinthefilteringcomputationwithoutanylossofsystemobservabilityd
5、egree．Thetraditionalsingularity-solvingmethodistodeletealinefromthemeasurementequation．Bycomparingthesystemobservabilityde-greeafterandbeforethelinedeleting，itisprovedthatthetraditionalmethodtendstodecreasethesystemob—servabilitydegree．Thisarticlealsoproposesam
6、ethodtochoosetheoptimaldeletinglinetOreducetheobser-vabilitydegreelosstOaminimum．Theproposedprojectionalgorithmgivesageneralsolutiontothesingularityproblemwithoutobservabilitydegreeloss．Theoreticalanalysisandnumericalsimulationshowthatanattitudefilterusingthepr
7、ojectionalgorithmprovidesmorestableperformanceandhigherestimationefficiencythanoneusingthetraditionalmethod．Keywords：attitudeestimation；celestialnavigation；Kalmanfiltering；observabilitydegree；systemstability隨著航天飛行器高精度和高可靠性的發(fā)展趨勢(shì)要求，多種方式組合確定飛行器姿態(tài)成為目前的發(fā)展方向，其中慣性／天文組
8、合姿態(tài)確定的應(yīng)用最為廣泛，其工作方式為由慣性儀表獲得角速率信息，由天文觀測(cè)儀器獲得參考矢量的方向。常見的天文觀測(cè)儀器有星敏感器、太陽(yáng)敏感器、紅外地平儀、磁強(qiáng)計(jì)等。這些敏感器件測(cè)量的矢量雖然物理意義不同，但參考矢量都是在星體坐標(biāo)系下的方向測(cè)量值，數(shù)學(xué)上具有相同的描述，因而在理論分析時(shí)所有慣性／天文組合方式可視為一類收稿日期：2008—1卜28；修
