矢量观测确定卫星姿态的预测粒子滤波算法

作     者：张惟 林宝军 张泽明 白涛 熊淑杰 ZHANG Wei;LIN Bao-jun;ZHANG Ze-ming;BAI Tao;XIONG Shu-jie

作者机构：中国科学院光电研究院北京100190 中国科学院研究生院北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(40374054) 科技部863计划(2008AA12A216) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2011年第32卷第5期

页      码：1077-1085页

摘      要：在矢量观测的基础上,针对单独的星敏感器定姿,提出了一种将粒子滤波(PF)和预测滤波相结合的姿态确定算法,通过设计粒子初始化,结合重要性采样、重采样和规则化等手段,成功地将姿态四元数作为状态粒子进行更新和传递,避免了状态方程的线性化和协方差矩阵的计算;利用预测滤波算法估计模型误差和姿态角速度,在保证滤波精度的同时,有效降低了粒子滤波器的维数。实验在某对地观测通用小卫星平台上进行,选取卫星自由飞行状态和飞轮控制对地稳定模式,分别对滤波器进行了仿真,实验结果验证了该算法对本质非线性、非高斯的卫星姿态估计问题具有快速的收敛性能和良好的稳定精度。该方法还为粒子滤波器的设计和无角速度敏感器测量的飞行器姿态确定提供了借鉴。

主 题 词：姿态估计 星敏感器 粒子滤波 预测滤波 矢量观测 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2011.05.017

馆 藏 号：203481102...