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高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法

李新鹏 孙少勇 郑循江 毛晓楠 叶志龙 孙朔冬

李新鹏, 孙少勇, 郑循江, 毛晓楠, 叶志龙, 孙朔冬. 高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217006-1217006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1217006
引用本文: 李新鹏, 孙少勇, 郑循江, 毛晓楠, 叶志龙, 孙朔冬. 高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217006-1217006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1217006
Li Xinpeng, Sun Shaoyong, Zheng Xunjiang, Mao Xiaonan, Ye Zhilong, Sun Shuodong. On-orbit real time installation matrix calibration method for high accuracy star trackers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1217006-1217006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1217006
Citation: Li Xinpeng, Sun Shaoyong, Zheng Xunjiang, Mao Xiaonan, Ye Zhilong, Sun Shuodong. On-orbit real time installation matrix calibration method for high accuracy star trackers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1217006-1217006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1217006

高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法

doi: 10.3788/IRLA201847.1217006
基金项目: 

国家自然科学基金(61473293,61503378)

详细信息
    作者简介:

    李新鹏(1990-),男,硕士生,主要从事多探头星敏感器视场融合算法方面的研究。Email:xinpengl@126.com

  • 中图分类号: V488.2

On-orbit real time installation matrix calibration method for high accuracy star trackers

  • 摘要: 在轨运行过程中,受空间热环境的影响,星敏感器的安装矩阵具有轨道周期变化的特征。为了校准卫星结构变形导致的星敏感器之间安装矩阵变化,提出了一种基于四元数自适应卡尔曼滤波(quaternion Adaptive Kalman Filter,q-AKF)的安装矩阵在轨实时校准方法。该方法结合衰减记忆滤波与简化的Sage_Husa自适应滤波,通过自适应调整衰减因子,调节当前量测值在滤波过程中的权重,以抑制因模型参数不准确造成的滤波性能下降甚至发散问题。仿真试验结果与在轨数据验证结果表明:q-AKF算法不但可以抑制参数不准确造成的滤波发散问题,而且在0~5()/s的姿态机动速率范围内,仍能稳定跟踪安装矩阵的真值(偏差均值的绝对值0.15),具有良好的自适应性与鲁棒性。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-10
  • 修回日期:  2018-08-28
  • 刊出日期:  2018-12-25

高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法

doi: 10.3788/IRLA201847.1217006
    作者简介:

    李新鹏(1990-),男,硕士生,主要从事多探头星敏感器视场融合算法方面的研究。Email:xinpengl@126.com

基金项目:

国家自然科学基金(61473293,61503378)

  • 中图分类号: V488.2

摘要: 在轨运行过程中,受空间热环境的影响,星敏感器的安装矩阵具有轨道周期变化的特征。为了校准卫星结构变形导致的星敏感器之间安装矩阵变化,提出了一种基于四元数自适应卡尔曼滤波(quaternion Adaptive Kalman Filter,q-AKF)的安装矩阵在轨实时校准方法。该方法结合衰减记忆滤波与简化的Sage_Husa自适应滤波,通过自适应调整衰减因子,调节当前量测值在滤波过程中的权重,以抑制因模型参数不准确造成的滤波性能下降甚至发散问题。仿真试验结果与在轨数据验证结果表明:q-AKF算法不但可以抑制参数不准确造成的滤波发散问题,而且在0~5()/s的姿态机动速率范围内,仍能稳定跟踪安装矩阵的真值(偏差均值的绝对值0.15),具有良好的自适应性与鲁棒性。

English Abstract

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