【摘要】 本发明公布了一种基于简化自适应滤波的磁测微小卫星姿态确定方法，包括如下步骤：第一步：建立卫星姿态运动模型，第二步：改进磁强计测量模型，第三步：量测噪声模型的自适应修正，第四步：滤波解算。本发明对磁强计量测模型做出了分析和改进，在此基础上简化了滤波增益阵的计算。在不明显影响精度的情况下，使得计算量得到了显著降低，数学仿真表明算法是有效的，三轴磁强计定姿方案可以满足中等姿态精度要求。具有良好的工程意义和应用前景。 【专利类型】发明授权 【申请人】南京航空航天大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】210016 江苏省南京市白下区御道街29号 【申请人地区】中国 【申请人城市】南京市 【申请人区县】玄武区 【申请号】CN201010197852.6 【申请日】2010-06-10 【申请年份】2010 【公开公告号】CN101852605B 【公开公告日】2011-10-19 【公开公告年份】2011 【授权公告号】CN101852605B 【授权公告日】2011-10-19 【授权公告年份】2011.0 【IPC分类号】G01C1/00; G01C21/00 【发明人】华冰; 郁丰; 程月华; 熊智; 康国华 【主权项内容】1.一种基于简化自适应滤波的磁测微小卫星姿态确定方法，其特征在于包括如下步骤： 第一步：建立卫星姿态运动模型 四元素运动学微分方程为： q＝[q1q2q3q4]T为四元素，上标T表示转置，ω为星体坐标系相对轨道坐标系的角速率，上标表示微分，下同； 对式(1)进行求导，并忽略二阶小量可得： 为ω估计值，Δω＝[Δω1Δω2Δω3]T为ω误差，δq＝[δq1δq2δq3δq4]T为四元素误差，δq13＝[δq1δq2δq3]T； 卫星在外力矩的作用下，发生姿态的改变，外力矩包括卫星的控制力矩Nr与空间扰动力矩Nτ； 其中J为星体惯量矩阵，h为星体偏置动量； 星体坐标系相对轨道坐标系的角速率相应的误差小量方程为： 由式(2)、(4)联合构成状态方程，系统状态量为：X＝[δq1 δq2 δq3 Δω1 Δω2 Δω3]T； 第二步：改进磁强计量测模型 量测模型为： em＝(Bm×Bb)+(Bm-Bb) (5) 其中：em为磁场误差，Bm为磁强计测量值，Bb＝[B1 B2 B3]T为本体磁矢量估计值，同时vm为磁强计量测噪声； 磁强计测量残差为： Bm＝Bb+vm (6) 则： em＝((2(Bb×)δq13+Bb+vm)×Bb)+((2(Bb×)δq13+Bb+vm)-Bb) ＝-2[(Bb×)(Bb×)]δq13+vm×Bb+2(Bb×)δq13+vm ＝H′δq13+v′m 量测噪声为：v′m＝vm×Bb+vm 当状态量为X时，量测阵为：H＝[H′03*3]3*6； 第三步：量测噪声模型的自适应修正 v′m＝vm×Bb+vm 磁强计测量噪声vm为均值Y(nT)白噪声，则： 量测噪声方差阵 Diag表示对角矩阵， 分别表示量测噪声方差阵对角线元素； [r1r2r3]T＝-(Bb×)[YYY]T+[YYY]T，Y为vm均值，nT表示噪声单位纳特； 第四步：滤波解算 采用卡尔曼滤波算法进行滤波解算确定卫星姿态。 【当前权利人】南京航空航天大学 【当前专利权人地址】江苏省南京市白下区御道街29号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000466006826U 【引证次数】2.0 【他引次数】2.0 【家族引证次数】2.0 【家族被引证次数】9

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