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    188宝金博页面版: 基于星敏感器的卫星姿态确定系统设计与实时仿真

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    内容提示： 基于星敏感器的卫星姿态确定系统 设计与实时仿真杨旭王淑一程杨杨涤哈尔滨工业大学航天工程与力学系哈尔滨150001 摘 要:本文重点介绍了用于某型应用卫星上的星敏感器姿态确定系统的设计与半实物实时仿真系统的建立。卫星姿态确定系 统采用了双探头星敏感器加速率陀 螺联合定姿技术与 扩展Kalm an滤波算法。该系 统的设计与实现， 采用了CAD 与实时仿真一体化技术，即 在Matlab/RTW 设计工具集与dSPACE 专用仿真机支 持下完成的。该系统的设计、 分析、 数学仿真与半实物仿真到得较满意的结果。 关镶词:星敏感器姿态确定卫星姿态运动实时仿真...

    文档格式：PDF | 页数：7 | 浏览次数：21 | 上传日期：2012-02-19 06:19:27 | 文档星级：
    基于星敏感器的卫星姿态确定系统 设计与实时仿真杨旭王淑一程杨杨涤哈尔滨工业大学航天工程与力学系哈尔滨150001 摘 要:本文重点介绍了用于某型应用卫星上的星敏感器姿态确定系统的设计与半实物实时仿真系统的建立。卫星姿态确定系 统采用了双探头星敏感器加速率陀 螺联合定姿技术与 扩展Kalm an滤波算法。该系 统的设计与实现， 采用了CAD 与实时仿真一体化技术，即 在Matlab/RTW 设计工具集与dSPACE 专用仿真机支 持下完成的。该系统的设计、 分析、 数学仿真与半实物仿真到得较满意的结果。 关镶词:星敏感器姿态确定卫星姿态运动实时仿真一、 引言 星敏感器是一种敏感恒星星光的姿态 敏感器。它能够提供角秒级的成像时刻的惯性姿态， 是当前空间飞行器上精度最高的姿态敏感器〔 ‘一 ， 星敏感器主要由光学系统(主要是CCD相机)和数据处理器两部分组成， 由 于空间飞行器的姿态运动， 星敏感器的CCD相机在惯性空间的指向是随时间变化的。在每个成像时刻， 获取的星图也不尽相同。 星 敏感器是基于星图实现姿态确定的。当CCD相机获 取一帧星图 后， 数据处理器首先对原始图 像进行处理， 并按照一定的准则在此星图中 选出导航星， 计算各个导航星在CCD平面上的精确的星像中心坐标， 这是星敏感器的基本测t 数据。为了获得此成像时刻的惯性姿态信息， 还需要进行星图识别的工作， 即根据星图中导航星之间的几何关系(和星等)，把它 们与恒星星表中的位置精确已 知的恒星匹配。当成功的完成星图识别后， 星敏感器即进人到跟踪模式， 对视场中的 各导航星进行跟踪。当 跟踪模式出 现异常时， 星 敏感器重新进行星图 识别〔 3 -t] 理论上， 根据两颗导航星即可确定飞行器的三轴姿态。但是对于窄视场星敏感器而言，绕星敏 感器相机光轴方向的滚转角精度远低于光轴的指向(俯仰角、 偏航角)梢度。因此， 在功耗、 重量、 结构等条件许可的情况下， 空间飞行器上采用双探头(相机)的星敏感器， 不仅有助于提高系统的可靠性， 而且有助于提高姿态确定系统的性能[ [5 ] 尽管星敏感器能够提供成像时刻的高精度的惯性姿态， 由于涉及复杂的数据处理， 它的数据更新频率一般比较低， 因此， 在高性能的 姿态确定和控制系统中 ， 常常采用星敏感器和速率(积分)陀螺的组合来提供空间飞行器的惯性参考姿态， 利用卡尔曼滤波技术进行数据融合。这样的恒星/惯性组合姿态确定系 统能够根据速率陀螺的测量高频的输出飞行器姿t]140

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