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基于多模型自适应估计的姿态敏感器误差校准
  • ISSN号:1000-0577
  • 期刊名称:《系统科学与数学》
  • 时间:0
  • 分类:O212.1[理学—概率论与数理统计;理学—数学]
  • 作者机构:[1]北京控制工程研究所,北京100190, [2]空间智能控制技术重点实验室,北京100190
  • 相关基金:国家973计划(2013CB733100)和重点实验室基金(9140C590201130C59213)资助课题.
中文摘要:

提出一种基于多模型自适应估计(MMAE)的星敏感器低频误差(LFE)校准方法.星敏感器低频误差主要是由空间热环境的周期性变化造成的,会对卫星姿态确定精度造成显著影响.低频误差的影响可以通过扩维卡尔曼滤波(AKF)进行校准.但是,在星敏感器观测量中不存在低频误差的情况下,AKF的姿态估计精度往往不及传统卡尔曼滤波(KF).针对这一问题,将KF与AKF相结合,设计了基于MMAE的姿态确定滤波算法,该算法能够根据星敏感器在轨误差特性自适应的选择KF或AKF算法进行滤波.仿真结果表明,所提算法综合性能优于KF和AKF,适用于对姿态确定精度要求较高的高分辨率对地观测卫星.

英文摘要:

This paper presents a multiple-model adaptive estimator (MMAE) to calibrate the star sensor low frequency error (LFE). The star sensor LFE, which is caused primarily by the periodic thermal distortion, has a great impact on satellite attitude determination accuracy. The unfavorable effect of the LFE can be partly eliminated by using the calibration algorithm based on the augmented Kalman filter (AKF). However, the AKF may be worse than the traditional Kalman filter (KF) in the absence of the LFE. In order to cope with this problem, the MMAE is applied first time for combining the AKF and the KF in the spacecraft attitude determination system, such that satisfactory performance can be achieved in different operating scenarios. It is shown via numerical studies that the presented algorithm outperforms the AKF and the KF. The calibration algorithm is applicable for satellite attitude determination.

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期刊信息
  • 《系统科学与数学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:张纪峰
  • 地址:北京中关村中国科学院系统科学研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jssms@iss.ac.cn
  • 电话:010-62555263
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0577
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2019/O1
  • 邮发代号:2-563
  • 获奖情况:
  • 1997年数学类期刊影响因子第三名,2000年获中科院优秀期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),德国数学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6798