基于广义罗德里格参数的恒星相机和陀螺联合测姿方法

作者：尹潇; 柴洪洲^*; 杜祯强; 向民志; 石明琛

来源：中国惯性技术学报, 2020, 28(04): 487-492.

DOI：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2020.04.011

• 恒星相机
• 陀螺
• 姿态估计
• 广义罗德里格参数
• UKF

在恒星相机和陀螺联合测姿时,不准确的初始状态会引起测量更新后的四元数不满足归一化的要求。针对此问题,提出一种基于广义罗德里格参数的UKF姿态确定方法,基于广义罗德里格参数构造的误差四元数进行乘法更新,保证了四元数的归一化性质。同时,针对恒星相机的非线性观测方程,采用UKF进行状态估计,避免了高阶信息的损失。将该方法应用于旋转航天器的姿态估计试验,并与传统EKF方法对比。结果表明,在初始姿态存在较大偏差时,所提出方法较传统四元数强制归一化方法,测姿精度提高约0.6°;在初始姿态和陀螺零漂误差叠加时,传统EKF方法出现震荡,所提出方法测姿误差仍然可收敛至0.1°,具有更优的稳健性。

• 单位
  信息工程大学地理空间信息学院