无陀螺姿态估计方法仿真分析

作者:沈莹; 曲友阳; 范林东; 戴路
来源:导航定位学报, 2022, (5): 62-67.
DOI:10.3969/j.issn.2095-4999.2022.05.009

摘要

针对不使用陀螺或陀螺失效情况下卫星姿态确定的问题,提出了用滤波估计的方法构造一个"伪陀螺"进行姿态确定的方法.以星敏测量信息和飞轮转速信息为输入量,以偏差四元数、偏差角速度、偏差干扰力矩为状态变量设计了误差姿态估计方程,结合扩展卡尔曼滤波实现了高精度的无陀螺姿态确定.通过仿真验证了该方法的有效性.在此基础上分析了影响姿态估计精度的各个因素.结果表明,飞轮安装误差、星体转动惯量误差主要影响动态跟踪过程;星敏噪声、飞轮噪声影响稳态过程,尤其飞轮对估计精度的影响大,无陀螺姿态估计方法可以在卫星上应用,但要严格控制飞轮指标.

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