航天器高精度姿态确定和误差校准方法研究

本项目以高分辨率成像对地观测卫星为背景，研究利用星敏感器和陀螺的观测数据实现航天器高精度姿态确定的问题，给出在观测量中存在周期性误差，并且观测模型中存在参数不确定性的情况下进行状态估计的一套理论和方法，为实现高精度姿态控制及高分辨率成像处理提供技术支撑。在以往对航天器姿态确定方法的研究中，往往不考虑姿态敏感器安装误差经校准后剩余的残差和星敏感器短周期误差等因素的影响，使得姿态确定的精度受到限制。本项研究的重点是针对影响定姿精度的主要因素，设计以高精度和高可靠性为特色的航天器姿态确定滤波方法，具体内容包括：提出基于谱分析和多模型滤波的星敏感器短周期误差校准方法；提出用于抑制姿态敏感器相对安装误差影响的新型鲁棒滤波算法；建立星敏感器随机误差模型，提高航天器姿态确定系统数学仿真的可信度。

本项目以高分辨率成像对地观测卫星为背景，研究利用星敏感器和陀螺实现航天器高精度姿态确定的问题，给出在观测量中存在周期性误差，并且观测模型中存在参数不确定性的情况下进行状态估计的一套方法，为实现高精度姿态控制及高分辨率成像处理提供技术支撑。在传统的航天器姿态确定方法中，往往不考虑星敏感器安装误差经校准后剩余的残差和星敏感器低频误差等因素的影响，使得姿态确定的精度受到限制。本项研究的重点是针对影响定姿精度的主要因素，设计以高精度和高可靠性为特色的航天器姿态确定滤波方法。研究的主要贡献在于：提出基于谱分析和多模型滤波的星敏感器低频误差校准方法；提出用于抑制星敏感器安装误差影响的新型鲁棒滤波算法；建立星敏感器误差模型，提高航天器姿态确定系统数学仿真的可信度。