一种高精度星载磁强计系统级标定方法 被引量：1

1

作者 孟立飞 徐超群 +5 位作者 肖琦 刘超波 耿晓磊 陈德祥 易忠 张铁龙 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期174-179,共6页

星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟... 星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟系统线圈系数校准,再利用参照磁强计完成了三轴零磁环境模拟系统磁轴正交性标定,从而获得高精度的空间磁环境地面模拟系统。最后,利用三轴零磁环境模拟系统与卫星正交性对应关系,完成了星载磁强计的标定。试验结果表明:经过标定后,三轴零磁环境模拟系统非正交度优于0.01°,星载磁强计标定误差优于10 nT,为星载磁强计系统地面标定试验验证提供了新途径。 展开更多

关键词 卫星控制 姿态确定 磁强计 自校准装置 棱镜

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基于低成本MEMS传感器的皮卫星融合定姿算法研究 被引量：10

2

作者 蒙涛 王昊 +1 位作者 金仲和 韩柯 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1569-1573,1605,共6页

基于低成本低精度的MEMS陀螺、太阳敏感器、磁强计组合,设计了Unscented Kalman融合滤波算法。同时考虑到可能的故障模式,提出了仅依赖磁强计的备份滤波算法。在姿态参数选取上,采用修正罗德里德参数来描述卫星姿态,降低了滤波器的维数... 基于低成本低精度的MEMS陀螺、太阳敏感器、磁强计组合,设计了Unscented Kalman融合滤波算法。同时考虑到可能的故障模式,提出了仅依赖磁强计的备份滤波算法。在姿态参数选取上,采用修正罗德里德参数来描述卫星姿态,降低了滤波器的维数,避免了采用四元数时解算状态误差协方差参数的奇异。利用MEMS陀螺采集的随机噪声数据进行半物理仿真,仿真结果表明:该融合算法能有效对卫星姿态进行实时估计,在个别敏感器失效的情况下,同样能实现较高的精度,满足普通任务的要求。该算法具有工程实现意义,是对低精度MEMS敏感器在低成本皮卫星上应用的有益探索。 展开更多

关键词 皮卫星 姿态确定 UKF 修正罗德里格参数 MEMS陀螺

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皮卫星姿态确定与控制系统的半实物仿真 被引量：7

3

作者 蒙涛 郁发新 +1 位作者 金仲和 韩柯 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1156-1160,共5页

卫星姿态确定与控制系统(ADCS)半实物仿真是地面模拟卫星在轨运行情况的一种试验方法,用于检验系统方案以及性能指标。针对皮卫星的特点提出一种可行的姿态控制系统地面半实物仿真方案,利用MATLAB对卫星动力学、卫星运动学进行仿真建模... 卫星姿态确定与控制系统(ADCS)半实物仿真是地面模拟卫星在轨运行情况的一种试验方法,用于检验系统方案以及性能指标。针对皮卫星的特点提出一种可行的姿态控制系统地面半实物仿真方案,利用MATLAB对卫星动力学、卫星运动学进行仿真建模,并模拟输出卫星轨道环境姿态参考矢量(太阳和磁场)供卫星姿态敏感器采集。结合硬件系统完成对皮卫星姿态控制系统的方案验证。仿真试验结果表明设计的半实物仿真方法是有效可行的,解决了皮卫星地面仿真的困难。这种低成本、易实现的半实物仿真平台可广泛用于其它小卫星ADCS系统的检验。 展开更多

关键词 姿态确定与控制系统 皮卫星 半实物仿真

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基于磁强计和MEMS陀螺的弹箭全姿态探测 被引量：29

4

作者 鲍亚琪 陈国光 +1 位作者 吴坤 王晓蓉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1227-1231,共5页

在对弹道修正弹箭进行弹道修正时,需要获取弹体的实时角速率、姿态信息。文中提出了一种采用磁强计和MEMS陀螺构建低成本姿态探测系统的方案,给出了利用地磁测量、陀螺测量和弹道先验信息解算弹体姿态的算法。设计并制造了原理样机,利... 在对弹道修正弹箭进行弹道修正时,需要获取弹体的实时角速率、姿态信息。文中提出了一种采用磁强计和MEMS陀螺构建低成本姿态探测系统的方案,给出了利用地磁测量、陀螺测量和弹道先验信息解算弹体姿态的算法。设计并制造了原理样机,利用该样机和单轴转台对滤波器进行了测试。有限的转台试验表明:该方案精度高、稳定性好,是一种有应用潜力的弹箭组合定姿方案。 展开更多

关键词 飞行器控制 导航技术 磁强计 MEMS陀螺 姿态探测 弹道修正弹箭

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基于四元数反馈的卫星姿态控制系统仿真模型建立 被引量：7

5

作者 蒋睿 魏蛟龙 岑朝辉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第19期6260-6265,共6页

建立了完整卫星姿态控制系统仿真模型,在该模型中嵌入反作用轮和敏感器模型,使其能从部件级较真实地模拟卫星姿态控制系统。应用误差四元数反馈设计控制律,使控制器具备抗奇点性能,并证明了系统的渐进稳定性。实时仿真实验结果表明:所... 建立了完整卫星姿态控制系统仿真模型,在该模型中嵌入反作用轮和敏感器模型,使其能从部件级较真实地模拟卫星姿态控制系统。应用误差四元数反馈设计控制律,使控制器具备抗奇点性能,并证明了系统的渐进稳定性。实时仿真实验结果表明:所建立的仿真模型能较真实地反映卫星姿态控制系统的实时控制性能。 展开更多

关键词 四元数 姿态控制 反作用轮 姿态确定 仿真模型

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北斗系统IGSO卫星新姿态控制模式下定轨精度分析 被引量：5

6

作者 刘宇玺 贾小林 阮仁桂 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2017年第6期614-617,共4页

2016-03-30发射的北斗卫星导航系统IGSO-6卫星采取了不同于之前在轨运行的IGSO卫星的姿态控制模式,在地影期间保持连续动偏模式。利用多个观测网的观测数据进行GPS/BDS联合定轨,分析了IGSO-6卫星的定轨精度。结果表明,IGSO-3卫星地影期... 2016-03-30发射的北斗卫星导航系统IGSO-6卫星采取了不同于之前在轨运行的IGSO卫星的姿态控制模式,在地影期间保持连续动偏模式。利用多个观测网的观测数据进行GPS/BDS联合定轨,分析了IGSO-6卫星的定轨精度。结果表明,IGSO-3卫星地影期间轨道重叠段3D精度平均为0.31m,最大为0.67m;IGSO-6卫星平均为0.18m,最大为0.28m。姿态转换期间,激光检核视向精度IGSO-3达到0.2m,IGSO-6优于0.1m。相比于同时段经历地影期的IGSO-3卫星,采取新的姿态控制模式后,IGSO-6卫星能够有效避免因为地影期导致的定轨精度下降。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 姿态控制 IGSO 定轨精度

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高亚音速无人机姿态确定与控制系统设计 被引量：2

7

作者 浦黄忠 甄子洋 +1 位作者 王道波 胡勇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第4期72-75,共4页

姿态确定与控制问题是无人机飞行控制设计中的关键问题。设计了高亚音速无人机的飞行控制系统,其硬件组成部分包括飞控计算机、组合导航计算机、电动伺服舵机、传感器、飞行参数记录仪以及地面检测装置;设计了基于速率陀螺、加速度计、... 姿态确定与控制问题是无人机飞行控制设计中的关键问题。设计了高亚音速无人机的飞行控制系统,其硬件组成部分包括飞控计算机、组合导航计算机、电动伺服舵机、传感器、飞行参数记录仪以及地面检测装置;设计了基于速率陀螺、加速度计、磁航向计、GPS等多传感器系统的无人机姿态测量系统,并给出了基于信息融合卡尔曼滤波的姿态确定算法;设计了基于3个单变量控制回路的无人机姿态控制方案。仿真结果表明了高亚音速无人机的姿态确定方法和姿态控制方法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 飞行控制系统 姿态确定 姿态控制

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高分七号卫星高精度控制技术与验证 被引量：11

8

作者 陈超 丁建钊 +1 位作者 王淑一 刘洁 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期34-41,共8页

高分七号卫星(GF-7)控制系统,一方面通过研制甚高精度星敏感器和高平稳度翼板驱动机构(SADA),提高部件性能指标;另一方面采用在轨参数标定、星地闭环补偿等控制技术,进一步提高系统性能。经飞行验证表明,控制系统实现了角秒级姿态测量精... 高分七号卫星(GF-7)控制系统,一方面通过研制甚高精度星敏感器和高平稳度翼板驱动机构(SADA),提高部件性能指标;另一方面采用在轨参数标定、星地闭环补偿等控制技术,进一步提高系统性能。经飞行验证表明,控制系统实现了角秒级姿态测量精度,稳定度达到10^(-5)(°)/s量级,与同类型测绘卫星控制系统比较,姿态测量精度和稳定度均达到中国领先、国际先进的水平,使中国遥感测绘卫星控制能力得到了大幅提升。最后展望了GF-7卫星控制分系统进一步提高控制精度的发展方向。 展开更多

关键词 GF-7卫星 高精度控制 姿态确定 体系结构 在轨验证 星敏感器 翼板驱动机构

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基于导航恒星几何分布的天文导航定姿系统误差建模及误差特性研究 被引量：3

9

作者 王丽娜 赵慧 +2 位作者 熊智 郁丰 施丽娟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1933-1942,共10页

导航恒星作为天文导航系统定姿的基础信息源,其空间分布对天文导航系统定姿性能存在较大影响。为有效分析天文定姿误差特性,基于天文定姿观测基本原理,采用多矢量天文定姿方法,推导建立了天文定姿误差模型,基于该模型分析了影响天文定... 导航恒星作为天文导航系统定姿的基础信息源,其空间分布对天文导航系统定姿性能存在较大影响。为有效分析天文定姿误差特性,基于天文定姿观测基本原理,采用多矢量天文定姿方法,推导建立了天文定姿误差模型,基于该模型分析了影响天文定姿性能的关键因素,并给出用于评价定姿性能优劣的误差权系数定义。以多矢量定姿中的三星观测定姿为例,采用仿真验证了所建立的基于恒星几何分布的天文定姿误差模型的正确性,该误差模型能够有效反映天文定姿的误差特性规律,为分析天文定姿性能提供了理论依据。 展开更多

关键词 控制科学与工程 多矢量定姿 恒星空间分布 误差模型

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光纤陀螺与GPS组合定姿技术在航天器上的应用研究 被引量：12

10

作者 王海 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第1期49-54,共6页

在重量轻、功耗低和可靠性高等较高技术要求下,采用光纤陀螺与GPS组合定姿定轨技术,作为微小型航天器或舱外机动装置上高精度自主姿态确定系统,文中重点研究了光纤陀螺与GPS组合定姿在航天器定姿中的应用情况。

关键词 光纤陀螺 航天器控制 姿态确定 GPS组合 定姿技术 姿态动力学 机动闭路控制

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长期姿控扰动情况下空间实验室轨道影响分析及建模 被引量：2

11

作者 张宇 周立 +2 位作者 孔静 韩意 段成林 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1273-1280,共8页

针对空间实验室连续偏航飞行模式的特点,分析长期姿控喷气对轨道的影响,设计大尺度航天器的天线相位中心修正算法,同时建立空间实验室组合体连续偏航飞行时姿控喷气的经验力补偿模型,解决了连续偏航飞行阶段的动力学精密定轨和预报问题... 针对空间实验室连续偏航飞行模式的特点,分析长期姿控喷气对轨道的影响,设计大尺度航天器的天线相位中心修正算法,同时建立空间实验室组合体连续偏航飞行时姿控喷气的经验力补偿模型,解决了连续偏航飞行阶段的动力学精密定轨和预报问题。然后利用动力学建模分析了连续偏航期间的姿控喷气影响,其中每圈累积的速度增量在轨道系各方向上均小于1 cm/s,由轨道解算和遥测计算可知速度增量的量级一致。最后利用建模算法分析比较了空间实验室连续偏航飞行阶段的轨道精度,增加经验力模型补偿后的定轨精度优于10 m,预报1天的精度相比无经验力模型提高了1倍。 展开更多

关键词 空间实验室 连续偏航 姿控喷气 精密定轨 轨道动力学 模型补偿 相位修正

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三轴气浮卫星实验平台研制 被引量：2

12

作者 李伟 员海 刘磊 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第10期96-101,共6页

为了培养"新工科"背景下的航天创新实践人才,使学生直观、深刻理解卫星姿态动力学的理论知识,设计了一套基于气浮系统的卫星姿态实验平台。详细阐述了该平台的气浮系统、结构系统、测量系统、控制系统、执行机构以及电源系统... 为了培养"新工科"背景下的航天创新实践人才,使学生直观、深刻理解卫星姿态动力学的理论知识,设计了一套基于气浮系统的卫星姿态实验平台。详细阐述了该平台的气浮系统、结构系统、测量系统、控制系统、执行机构以及电源系统等方面的组成和原理,介绍了气浮卫星实验平台开展的相关实验内容。该平台可以很好地完成卫星姿态动力学实验教学,并具有一定的可操作性和扩展性,能够灵活、方便地为学生提供一个亲手实践的实验环境,激发学生学习兴趣。 展开更多

关键词 三轴气浮卫星 姿态动力学 姿态确定实验 姿态控制实验

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用古地磁方法确定隐伏岩层产状的尝试 被引量：3

13

作者 陈柏林 董法先 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期48-51,共4页

受现代地磁场磁化所产生的岩石样品中的剩磁 ,其方向与现代地磁场一致 ,测定并分解出岩样中的现代地磁场剩磁分量就可以确定岩石样品的产状。以安徽五河荣渡金矿为例进行了尝试 ,并据此建立了荣渡金矿区基岩构造和控矿构造格架 ,其结果... 受现代地磁场磁化所产生的岩石样品中的剩磁 ,其方向与现代地磁场一致 ,测定并分解出岩样中的现代地磁场剩磁分量就可以确定岩石样品的产状。以安徽五河荣渡金矿为例进行了尝试 ,并据此建立了荣渡金矿区基岩构造和控矿构造格架 ,其结果与区域构造相协调。由此确立的荣渡金矿受南北向断裂控制的认识已被后来的找矿工作所初步验证。 展开更多

关键词 金矿床 古地磁方法 隐伏岩层产状 控矿构造

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自旋卫星定姿数据合检分析与应用 被引量：1

14

作者 王振平 饶爱水 +2 位作者 张龙 刘海兵 裴澍炜 《兵工自动化》 2015年第1期82-84,共3页

为了提高某自旋卫星姿态确定数据的正确性与准确性,介绍卫星进行定姿所需的数据源的选取方法和姿态确定过程中量测量的数据处理过程。通过对姿测数据、量测量的合理性检验、野值的剔除以及双解真伪的判别分析,给出了详细的公式推导。实... 为了提高某自旋卫星姿态确定数据的正确性与准确性,介绍卫星进行定姿所需的数据源的选取方法和姿态确定过程中量测量的数据处理过程。通过对姿测数据、量测量的合理性检验、野值的剔除以及双解真伪的判别分析,给出了详细的公式推导。实践工作证明,该方法为航天测量船应用测控软件的设计提供了良好基础。 展开更多

关键词 姿态确定 数据合检 测控 自旋卫星

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立方星剩磁在轨辨识与主动补偿技术 被引量：1

15

作者 李烨 郁丰 王群仰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期342-348,共7页

立方星的姿态测量与控制系统常采用磁测磁控结合偏置动量轮的方案,整星剩磁干扰力矩是影响姿态控制精度的重要因素之一。提出了一种利用磁强计实现剩磁矩在轨辨识与利用磁力矩器实现剩磁矩主动补偿的新方案:基于磁强计输出和卫星姿态动... 立方星的姿态测量与控制系统常采用磁测磁控结合偏置动量轮的方案,整星剩磁干扰力矩是影响姿态控制精度的重要因素之一。提出了一种利用磁强计实现剩磁矩在轨辨识与利用磁力矩器实现剩磁矩主动补偿的新方案:基于磁强计输出和卫星姿态动力学建立了剩磁矩在轨辨识模型,并利用采样滤波器(UKF)提高单磁强计条件下的辨识效果;把控制对象简化成线性定常系统,分析了剩磁干扰力矩对姿态的影响数学模型,并针对磁力矩器和磁强计分时工作的特点,基于叠加性原理提出了基于角速度的剩磁矩主动补偿算法。仿真研究表明,在1000 s内剩磁矩在轨辨识精度为0.001 A×m^2量级,主动补偿后,偏航角、滚动角与俯仰角控制误差分别从4.3°、4.6°与2.1°均减少至0.4°以内。提出的方法为类似配置卫星减少剩磁干扰力矩的影响提供了一种新思路。 展开更多

关键词 剩磁 姿态测量与控制系统 在轨辨识 剩磁补偿

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基于CCD序列图像和地面控制点的卫星姿轨精密确定 被引量：1

16

作者 武继军 李克昭 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第4期390-394,共5页

实现卫星姿轨精密确定是航天测控的重要研究内容.提出一种基于CCD序列图像和地面控制点的卫星姿轨精密确定方法,推导并给出了基于四元数算法的数据处理模型,通过仿真计算进一步验证、分析了算法的精度,该方法对于卫星姿轨精密确定具有... 实现卫星姿轨精密确定是航天测控的重要研究内容.提出一种基于CCD序列图像和地面控制点的卫星姿轨精密确定方法,推导并给出了基于四元数算法的数据处理模型,通过仿真计算进一步验证、分析了算法的精度,该方法对于卫星姿轨精密确定具有一定参考价值. 展开更多

关键词 CCD序列图像 地面控制点 卫星姿轨确定

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基于射频敏感器的卫星三轴姿态确定方法研究

17

作者 常建松 李佳嘉 +1 位作者 武云丽 曾海波 《空间控制技术与应用》 2011年第5期14-19,共6页

带有大型网状展开天线的同步轨道移动通信卫星,一般通过卫星本体的姿态控制间接保障星上通信天线的指向精度,难以避免天线因自身安装、变形、挠性振动等引起的指向误差.提出直接利用射频敏感器测量的信标信号误差确定卫星三轴姿态,并计... 带有大型网状展开天线的同步轨道移动通信卫星,一般通过卫星本体的姿态控制间接保障星上通信天线的指向精度,难以避免天线因自身安装、变形、挠性振动等引起的指向误差.提出直接利用射频敏感器测量的信标信号误差确定卫星三轴姿态,并计算天线保持目标指向所需三轴姿态角偏差,通过卫星姿态控制系统实时或离线姿态修正以保证天线指向精度.利用数学仿真方式验证算法正确性和有效性. 展开更多

关键词 射频敏感器 姿态确定 天线指向控制

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三轴稳定小卫星LQG姿态稳定控制与仿真 被引量：2

18

作者 魏静波 刘昆 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1739-1742,共4页

建立了三轴稳定小卫星稳定工作模式下的动力学模型,在此基础上设计了用于其姿态稳定控制的线性二次高斯型(LQG)控制器。该控制器由Kalman滤波状态估计器和线性二次型最优调节器两部分组成,前者对卫星姿态信息进行滤波融合,在此基础上,... 建立了三轴稳定小卫星稳定工作模式下的动力学模型,在此基础上设计了用于其姿态稳定控制的线性二次高斯型(LQG)控制器。该控制器由Kalman滤波状态估计器和线性二次型最优调节器两部分组成,前者对卫星姿态信息进行滤波融合,在此基础上,后者进行反馈增益矩阵的最优化设计。由三轴正交反作用飞轮系统提供控制力矩,得到了卫星姿态稳定系统的状态空间仿真模型。仿真结果表明:设计的LQG控制器可以实现卫星姿态的精确确定和稳定控制,姿态确定精度相对于敏感器测量精度有较大提高;二次型调节器能够对卫星姿态小偏置量进行快速稳定,而且可以较好地抑制卫星稳定工作时受到的外界干扰。 展开更多

关键词 LQG控制器 姿态控制 KALMAN滤波 姿态确定

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多任务微小卫星姿态仿真研究 被引量：1

19

作者 赖立平 张涛 +1 位作者 翟坤 宝音贺西 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期39-42,共4页

为了实现在整星制约条件下,以经济而可靠的手段满足三轴稳定多任务微小卫星(MTMS)姿态控制系统的功能和性能要求,分析了MTMS的运行任务,提出了基于多任务要求的工作模式划分,并对多任务过程的姿态确定和姿态控制系统进行综合分析和设计... 为了实现在整星制约条件下,以经济而可靠的手段满足三轴稳定多任务微小卫星(MTMS)姿态控制系统的功能和性能要求,分析了MTMS的运行任务,提出了基于多任务要求的工作模式划分,并对多任务过程的姿态确定和姿态控制系统进行综合分析和设计,建立数学模型。通过仿真验证,可实现多任务微小卫星的复杂任务设计要求。 展开更多

关键词 多任务 三轴稳定 工作模式 姿态确定 姿态控制

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基于蚁群算法的卫星磁力矩器反馈参数设计

20

作者 陈士明 董云峰 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期53-58,共6页

卫星姿态控制系统参数设计中,引入不确定性的部件误差模型可以提高系统模型的精度。针对传统优化算法处理随机因素的能力不强的情况,提出了基于蚁群算法的参数优化设计方法;并将该方法应用在某型号偏置动量轮小卫星的磁力矩器反馈控制... 卫星姿态控制系统参数设计中,引入不确定性的部件误差模型可以提高系统模型的精度。针对传统优化算法处理随机因素的能力不强的情况,提出了基于蚁群算法的参数优化设计方法;并将该方法应用在某型号偏置动量轮小卫星的磁力矩器反馈控制参数设计中。与Powell方法对比,蚁群算法的寻优过程有明显的收敛趋势,这表明蚁群算法相对于传统优化算法鲁棒性好、处理随机因素能力强,可以应用在考虑随机因素的参数优化设计中。 展开更多

关键词 磁力矩器 姿态控制系统 优化 蚁群算法 卫星

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