卫星三轴姿态确定系统的光纤陀螺/星敏感器组合技术研究 被引量：17

1

作者 张延顺 王海 +2 位作者 陈家斌 黄威 高亚楠 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第2期1-4,共4页

为了满足卫星三轴姿态确定的精度要求,提出了基于状态估计法的星敏感器和光纤陀螺组合的方案,并设计了相应姿态确定算法。通过仿真证明:此方案能达到高精度卫星姿态确定系统的要求。

关键词 卫星 三轴姿态确定系统 光纤陀螺 状态估计法 星敏感器

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基于视觉/GPS/MEMS-SINS的微型飞行器姿态确定系统 被引量：3

2

作者 李荣冰 刘建业 熊智 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2155-2158,2163,共5页

分析了微型飞行器姿态确定系统的现状,提出利用视觉/GPS/MEMS-SINS组合导航系统确定微型飞行器姿态的方案.微型飞行器获取图像中天空和大地的特征不同,其间隐含了载体的姿态信息,在GPS和MEMS-SINS组合的基础上,将所隐含的载体姿态信息... 分析了微型飞行器姿态确定系统的现状,提出利用视觉/GPS/MEMS-SINS组合导航系统确定微型飞行器姿态的方案.微型飞行器获取图像中天空和大地的特征不同,其间隐含了载体的姿态信息,在GPS和MEMS-SINS组合的基础上,将所隐含的载体姿态信息作为新增的观测量.建立了组合系统的卡尔曼滤波器模型,并进行了静态和动态仿真.结果表明,视觉/GPS/MEMS-SINS组合导航系统是微型飞行器自主姿态确定的有效方案,增加视觉姿态后,滤波器中惯性导航系统平台误差角的可观测性得到了增强,姿态估计精度也得到了提高. 展开更多

关键词 微型飞行器 姿态确定系统 组合导航

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基于GPS的三维姿态确定系统研究 被引量：2

3

作者 郑庆晖 张育林 +1 位作者 曾国强 刘友明 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期57-61,66,共6页

论述了基于GPS姿态确定的原理、方法、步骤。首先 ,利用最小二乘平差校准基线 ,得到基线的准确长度及相互间的几何关系 ;随后 ,可以利用这些约束条件加速模糊度求解过程 ,适于实时应用。通过估计基线向量得到姿态粗解 ,以粗解为初值进... 论述了基于GPS姿态确定的原理、方法、步骤。首先 ,利用最小二乘平差校准基线 ,得到基线的准确长度及相互间的几何关系 ;随后 ,可以利用这些约束条件加速模糊度求解过程 ,适于实时应用。通过估计基线向量得到姿态粗解 ,以粗解为初值进行迭代最小二乘平差 ,最后得到最终的姿态解。通过一个实验系统验证 。 展开更多

关键词 全球定位系统 卫星姿态确定系统 GPS 最小二乘法 实时估计

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卫星姿态确定系统的故障可诊断性分析方法 被引量：3

4

作者 李文博 王大轶 刘成瑞 《航天控制》 CSCD 北大核心 2014年第6期50-56,共7页

提出一种适用于线性系统的故障可诊断性分析方法,并将其应用于卫星姿态确定系统,从而实现在地面设计阶段提高系统故障诊断能力的目标。为有效解决K-L散度应用于卫星姿态确定系统故障可诊断性分析中存在的问题,基于方向相似度原理设计新... 提出一种适用于线性系统的故障可诊断性分析方法,并将其应用于卫星姿态确定系统,从而实现在地面设计阶段提高系统故障诊断能力的目标。为有效解决K-L散度应用于卫星姿态确定系统故障可诊断性分析中存在的问题,基于方向相似度原理设计新的可检测性和可隔离性量化分析方法。通过数学仿真,验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 卫星姿态确定系统 可检测性分析 可隔离性分析

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基于SINS/GPS组合的低成本船用姿态确定系统 被引量：2

5

作者 何晓峰 胡小平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第5期21-25,共5页

为了满足船用姿态确定系统的精度和成本要求,提出了基于低精度光纤陀螺捷联惯性系统与GPS双天线定向系统组合的姿态确定方案,建立了相应的组合姿态确定系统,设计并实现了姿态确定算法。通过静态试验和动态船载试验,验证了该组合姿态确... 为了满足船用姿态确定系统的精度和成本要求,提出了基于低精度光纤陀螺捷联惯性系统与GPS双天线定向系统组合的姿态确定方案,建立了相应的组合姿态确定系统,设计并实现了姿态确定算法。通过静态试验和动态船载试验,验证了该组合姿态确定系统的可行性;试验结果表明系统在低成本的条件下具有较高的精度。 展开更多

关键词 姿态确定系统 SINS 捷联惯性系统 光纤陀螺 GPS 船用 静态试验 方案 试验结果 定向

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基于神经网络专家系统的卫星姿态确定系统故障诊断 被引量：5

6

作者 蔡琳 陈家斌 +1 位作者 黄远灿 徐建华 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期181-184,共4页

介绍了一种基于人工神经网络与专家系统相结合的智能故障诊断系统,将专家系统与神经网络结合运用取长补短,发挥各自的优势.给出了系统的结构组成,并具体描述了神经网络专家系统的工作原理.采用的RBF网络有效地克服了BP网络收敛速度慢,... 介绍了一种基于人工神经网络与专家系统相结合的智能故障诊断系统,将专家系统与神经网络结合运用取长补短,发挥各自的优势.给出了系统的结构组成,并具体描述了神经网络专家系统的工作原理.采用的RBF网络有效地克服了BP网络收敛速度慢,且易陷入局部极小的缺陷.同时利用神经网络的并行处理功能,有效地解决了传统专家系统的推理复杂、时间冗余等缺点.仿真结果证明了该方法应用于卫星姿态确定系统的故障诊断是有效的. 展开更多

关键词 故障诊断 专家系统 神经网络 卫星姿态确定系统

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采用简化滤波器思想的卫星姿态确定系统故障诊断 被引量：6

7

作者 李利亮 牛睿 +1 位作者 邵志杰 沈毅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期776-784,共9页

针对星上计算机运算资源有限的问题,为了降低卫星姿态确定系统故障诊断的运算量,提出一种基于卡尔曼滤波器的故障检测与分离方法。该方法首先基于卫星姿态运动方程设计了一种加性卡尔曼滤波器,然后将卡尔曼滤波器与简化观测器思想相结合... 针对星上计算机运算资源有限的问题,为了降低卫星姿态确定系统故障诊断的运算量,提出一种基于卡尔曼滤波器的故障检测与分离方法。该方法首先基于卫星姿态运动方程设计了一种加性卡尔曼滤波器,然后将卡尔曼滤波器与简化观测器思想相结合,进一步提出一种采用简化滤波器思想的姿态敏感器故障诊断律。所提出的故障诊断方法既可以实现对陀螺故障的检测与分离,又能够诊断星敏感器的故障。此外,该方法只利用一个滤波器即可实现故障检测与分离,其计算量小,有利于在轨实施。最终采用一个由三正交一斜装陀螺组件和星敏感器构成的姿态确定系统对所提出的方法进行了仿真校验,仿真结果表明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 姿态确定系统 故障诊断 卡尔曼滤波器

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用于航天器的GPS姿态确定系统:工程设计研究和地面试验结果

8

作者 George E.Sevaston Loring Craymer +1 位作者 Willian Breckenridge 陈小军 《控制工程（北京）》 1998年第3期48-58,共11页

通过对多副天线接收的载波相位测量数据进行差分,全球定位系统(GPS)接收机能确定由天线基线确定的坐标系的姿态。本文调研了使用GPS确定航天器姿态的可能性。肯定了当前GPS的应用情况。考虑了几种可供选择的结构,并且确定了满足大多数... 通过对多副天线接收的载波相位测量数据进行差分,全球定位系统(GPS)接收机能确定由天线基线确定的坐标系的姿态。本文调研了使用GPS确定航天器姿态的可能性。肯定了当前GPS的应用情况。考虑了几种可供选择的结构,并且确定了满足大多数应用需要的一种基本结构。本文主要介绍在喷气推进实验室(JPL)的飞行系统试验台(FST)上做过试验的这种基本结构的样机。描述了该试验装置并给出了试验结果。本文分析了GPS定姿误差分配的限制因素,介绍了GPS的应用前景,讨论了为满足这些应用所需做的改进工作。 展开更多

关键词 航天器 GPS 姿态确定系统 地面试验 设计

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GPS综合导航和姿态确定系统(GINAS)

9

作者 R.Lucas M.Martin-Neira 张舜英 《控制工程（北京）》 1994年第2期41-48,共8页

欧洲哥伦布(Columbu s)自由飞行试验室以7km/s的速度绕地球轨道飞行时,利用全球定位系统(GPS)可不依靠地面,在星上确定其瞬时位置,精度优于100m。欧洲航天飞机赫尔姆斯(Hermes)与哥伦布飞行单元进行交会机动时,它们也要利用GPS的测量数... 欧洲哥伦布(Columbu s)自由飞行试验室以7km/s的速度绕地球轨道飞行时,利用全球定位系统(GPS)可不依靠地面,在星上确定其瞬时位置,精度优于100m。欧洲航天飞机赫尔姆斯(Hermes)与哥伦布飞行单元进行交会机动时,它们也要利用GPS的测量数据去计算交会的距离。赫尔姆斯首次执行其飞行任务时,将不采用星上导航手段,而准备使用GPS导航技术为首次飞行任务和着陆提供导航。本文介绍在欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)无线导航试验实验室进行的GPS现场测量实验。实验中采用了一种新型的GPS综合导航和姿态确定系统(GINAS)。 展开更多

关键词 GPS 综合导航 姿态确定系统

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GPS姿态确定系统

10

作者 Gregory J.Wilson Jeffrey D.Tonnemacher 潘科炎 《控制工程（北京）》 1994年第4期31-36,21,共7页

1991年,Trimble导航股份有限公司引进了一台以全球定位系统(GPS)为核心的姿态确定接收机,该接收机能解算空中平台、海上平台和陆地运动体的三轴姿态,姿态确定精度可达几mrad。本文讨论该接收机的物理特性、结构特色和工作性能。文中还... 1991年,Trimble导航股份有限公司引进了一台以全球定位系统(GPS)为核心的姿态确定接收机,该接收机能解算空中平台、海上平台和陆地运动体的三轴姿态,姿态确定精度可达几mrad。本文讨论该接收机的物理特性、结构特色和工作性能。文中还将针对不同的结构和用户的应用情况分析系统的性能。 展开更多

关键词 全球定位系统 姿态确定系统

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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

11

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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微捷联姿态系统的一种扩展卡尔曼滤波方法 被引量：14

12

作者 沈晓蓉 张海 +1 位作者 范耀祖 吴光跃 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期933-935,共3页

采用低精度的微惯性陀螺和加速度计作为微惯性捷联姿态确定系统元件,首先分析了捷联惯性姿态解算的非线性问题和误差累积的原因;根据姿态三角函数关系引入横滚、俯仰角的3个替换变量作为状态变量,并根据状态变量之间的约束方程和运动体... 采用低精度的微惯性陀螺和加速度计作为微惯性捷联姿态确定系统元件,首先分析了捷联惯性姿态解算的非线性问题和误差累积的原因;根据姿态三角函数关系引入横滚、俯仰角的3个替换变量作为状态变量,并根据状态变量之间的约束方程和运动体前向速度测量,建立了捷联惯性姿态的一种扩展卡尔曼滤波模型;采用MTi微惯性捷联测量组合进行实验,将该扩展卡尔曼滤波方法解算载体姿态结果与捷联姿态解算结果相比较,验证了该方法抑制惯性姿态解算累积误差的能力. 展开更多

关键词 微惯性捷联姿态确定系统 约束方程 扩展卡尔曼滤波 累积误差

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基于MEKF的航天器姿态确定算法 被引量：3

13

作者 张力军 张士峰 +1 位作者 杨华波 钱山 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期46-52,共7页

乘性扩展卡尔曼滤波(Multiplicative Extended Kalman Filter,MEKF)方法被广泛应用于各种航天器姿态确定任务。针对任意参考坐标系,推导了姿态四元数的线性运动学方程和三分量姿态误差矢量的动力学模型,并分别设计了有陀螺和无陀螺两种... 乘性扩展卡尔曼滤波(Multiplicative Extended Kalman Filter,MEKF)方法被广泛应用于各种航天器姿态确定任务。针对任意参考坐标系,推导了姿态四元数的线性运动学方程和三分量姿态误差矢量的动力学模型,并分别设计了有陀螺和无陀螺两种姿态确定方案。系统研究了姿态敏感器常用的矢量观测模型,四元数观测模型以及欧拉角观测模型,设计了更具有一般性的MEKF滤波器,为航天任务中快速应用MEKF姿态确定算法提供理论参考和技术支撑。 展开更多

关键词 航天器 姿态确定 乘性扩展卡尔曼滤波 无陀螺姿态确定系统 欧拉角观测模型

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利用两台GPS接收机确定姿态的方法

14

作者 陈永昱（译） 潘科炎（校） 《控制工程（北京）》 2005年第3期53-58,共6页

为提高急救车运送病重患者的救生率，人们已经在开发在机动急救车和急救医疗中心之间经由准天顶卫星实现的双向通信系统。为实现这一目的，必须开发搭载在急救车上的高精度卫星跟踪系统。我们正在开发一个可确定急救车姿态和位置的低成... 为提高急救车运送病重患者的救生率，人们已经在开发在机动急救车和急救医疗中心之间经由准天顶卫星实现的双向通信系统。为实现这一目的，必须开发搭载在急救车上的高精度卫星跟踪系统。我们正在开发一个可确定急救车姿态和位置的低成本系统，该系统与一个双轴陀螺和两台独立的GPS接收机总装成一体。本文介绍了一个名为双接收机姿态确定系统（TRADS）的初样系统，包括其硬件配置和软件流程。业已对其进行了一些静态和动态试验。结果表明，TRADS可以非常有效地获得姿态解。 展开更多

关键词 姿态确定系统 GPS接收机 卫星跟踪系统 通信系统 急救车 医疗中心 成本系统 软件流程 硬件配置

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基于Gibbs矢量估计卫星轨道姿态的滤波算法研究 被引量：5

15

作者 林玉荣 邓正隆 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第3期1-6,共6页

针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数... 针对“矢量观测+陀螺”这种典型的三轴稳定卫星姿态确定系统模式,引入具有四元数优越性的Gibbs矢量作为姿态参数,提出了一种新的具有良好实时性能的轨道姿态估计方案。在方案设计中,为描述卫星轨道姿态的Gibbs矢量,推导出了基于四元数的运动学方程,并将QUEST法作为处理多矢量观测信息的压缩技术引入估计器,使得滤波修正算法得以简化。另外,针对单矢量观测情况,给出了能够加快状态估值收敛速度的改进协方差修正算法。仿真结果验证,新方案的姿态估计精度与传统的欧拉角估计法相当,而运算效率却明显高于欧拉角估计法。 展开更多

关键词 轨道姿态 Gibbs矢量 矢量观测 扩展卡尔曼滤波 三轴稳定卫星姿态确定系统 姿态参数

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改进的Sage-Husa滤波及在卫星姿态估计中的应用 被引量：3

16

作者 明星 邱红专 《上海航天》 2012年第6期21-25,共5页

基于极大后验估计原理,提出了一种改进的噪声估计器,以实现对噪声均值和方差的在线估计,抑制滤波器发散。对自适应扩展卡尔曼滤波算法在卫星姿态确定系统中的应用进行了仿真。结果表明新算法滤波精度优于扩展卡尔曼滤波(EKF),与Sage-Hus... 基于极大后验估计原理,提出了一种改进的噪声估计器,以实现对噪声均值和方差的在线估计,抑制滤波器发散。对自适应扩展卡尔曼滤波算法在卫星姿态确定系统中的应用进行了仿真。结果表明新算法滤波精度优于扩展卡尔曼滤波(EKF),与Sage-Husa自适应滤波算法相比,可阻止滤波器发散,提高系统滤波精度。 展开更多

关键词 Sage—Husa自适应滤波 噪声估计器 非线性滤波 卫星姿态确定系统

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GPS定姿用软计算技术

17

作者 L.Marradi R.Campana 詹盛能 《控制工程（北京）》 1999年第4期38-47,共10页

在卫星星上系统设计与研制的许多领域中应用软计算技术将获益匪浅。本文介绍星上GPS姿态确定应用的各种模糊逻辑和类属算法的部分研究成果。上述算法在卡尔曼滤波器动态自适应方案中的应用结果表明,它们非常有效。特别是,姿态确定系统... 在卫星星上系统设计与研制的许多领域中应用软计算技术将获益匪浅。本文介绍星上GPS姿态确定应用的各种模糊逻辑和类属算法的部分研究成果。上述算法在卡尔曼滤波器动态自适应方案中的应用结果表明,它们非常有效。特别是,姿态确定系统的核心部件是一台滤波器,该滤波器可根据GPS差分相位测量值计算出卫星姿态状态的估计值。接收机测量值由于受到各种误差源的影响,通常随时间而变化。模糊规则除了可以辅助滤波器减小各种误差影响外,还可补偿由于姿态滤波器传播模型过于简化而降低的精度。模糊规则集合以及模糊隶属函数通常是依据专家系统知识设计的。在许多情况下,往往难以精确描述隶属函数,因此行之有效的办法就是想出一种能自动地修正这些函数的方法。类属算法便应运而生,它能根据给定的性能指标自修正与模糊隶属函数形式有关的基本参数。本文发表了姿态确定系统的软件仿真结果,目的是将从滤波器获得的结果与系统辅以模糊规则和自修正技术后所获得的结果作一个比较。 展开更多

关键词 GPS 姿态确定系统 软计算 模糊逻辑 神经网络

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TANS矢量接收机(续第3期)

18

作者 陈小军 《控制工程（北京）》 1997年第5期59-63,共5页

2.3 安装与标定2.3.1 人工测量天线位置与基线偏差标定当天线间距的直接测量精度达到2—3mm时,人工测量方法允许使用快速且可靠的天线安装方式。图2—3表示四天线阵要求的距离测量数据,当四天线全都安装在同一平面(一个平面阵)时,这些... 2.3 安装与标定2.3.1 人工测量天线位置与基线偏差标定当天线间距的直接测量精度达到2—3mm时,人工测量方法允许使用快速且可靠的天线安装方式。图2—3表示四天线阵要求的距离测量数据,当四天线全都安装在同一平面(一个平面阵)时,这些距离完全限定了三维空间中从天线相对于主天线的天线位置。 展开更多

关键词 姿态确定系统 矢量接收机 GPS 软件

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TANS矢量接收机

19

作者 陈小军 《控制工程（北京）》 1997年第3期52-57,28,共6页

GPS姿态确定系统技术特性与用户手册(软件2.10版) 1 系统定义1.1 基本功能描述TANS矢量接收机是一种使用全球定位系统(GPS)卫星播发的信号来确定平台三方向的姿态确定系统。该系统使用标准定位服务(SPS),即在L1频率载波上的C/A码信号上... GPS姿态确定系统技术特性与用户手册(软件2.10版) 1 系统定义1.1 基本功能描述TANS矢量接收机是一种使用全球定位系统(GPS)卫星播发的信号来确定平台三方向的姿态确定系统。该系统使用标准定位服务(SPS),即在L1频率载波上的C/A码信号上工作。该接收机除了提供标准或差分GPS(DGPS)位置、速度和时间(PTV) 展开更多

关键词 姿态确定系统 矢量接收机 GPS 软件

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高性能自主星跟踪器研究

20

作者 Takeshi Sekiguchi Tetsuo Kawahara 郑克隆 《控制工程（北京）》 2002年第5期31-35,41,共6页

在未来的许多飞行任务应用领域中,利用星跟踪器(STT)使姿态确定系统变得更精密,功能更强,这是一项重要的技术。要使星跟踪器具有高功能度、高精密度、高可靠度,体积又小巧的特性,有几项关键技术是必须掌握的。本文介绍这些技术的研究成... 在未来的许多飞行任务应用领域中,利用星跟踪器(STT)使姿态确定系统变得更精密,功能更强,这是一项重要的技术。要使星跟踪器具有高功能度、高精密度、高可靠度,体积又小巧的特性,有几项关键技术是必须掌握的。本文介绍这些技术的研究成果,特别是恒星识别技术。这些技术对于建造自主式星跟踪器是必不可少的。 展开更多

关键词 高性能自主星跟踪器 姿态确定系统 航天器 小卫星

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