1.一種三軸穩(wěn)定衛(wèi)星不用陀螺的姿態(tài)獲取方法,其特征在于,該方法包含:
采用衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)方程作為關(guān)于衛(wèi)星慣性角速度的狀態(tài)方程,采用用衛(wèi)星姿態(tài)角獲取值和衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程得到慣性角速度的觀測方程,通過卡爾曼獲取方法得到角速度獲取增益系數(shù)矩陣和慣性角速度獲取的誤差方差陣;
采用衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程作為關(guān)于衛(wèi)星姿態(tài)角的狀態(tài)方程,采用星敏感器、紅外地球敏感器和數(shù)字太陽敏感器的姿態(tài)確定角得到姿態(tài)觀測方程,通過卡爾曼獲取方法得到姿態(tài)角獲取增益系數(shù)矩陣和姿態(tài)角獲取的誤差方差陣;
同時利用星敏感器、紅外地球敏感器和數(shù)字太陽敏感器的姿態(tài)確定角進行衛(wèi)星姿態(tài)角的獲取,并將星敏感器姿態(tài)測量值作為基準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定衛(wèi)星不用陀螺的姿態(tài)獲取方法,其特征在于,所述衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)方程如式(1):
式(1)中,h為飛輪角動量、ω為星體慣性角速度、I為星體慣量矩陣、Td為干擾力矩;
衛(wèi)星在穩(wěn)態(tài)運行時,衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程可以簡化如式(2):
ωi(i=x,y,z)為衛(wèi)星三軸慣性角速度;為衛(wèi)星三軸姿態(tài)角速度;φ,θ,ψ為衛(wèi)星三軸姿態(tài)角,ω0為衛(wèi)星軌道角速度;
設(shè)r為角速度觀測誤差,則星體慣性角速度的觀測方程如式(3):
yr=ω+r (3)
式(3)中yr為星體慣性角速度的觀測值。
3.如權(quán)利要求1所述的三軸穩(wěn)定衛(wèi)星不用陀螺的姿態(tài)獲取方法,其特征在于,所述衛(wèi)星在穩(wěn)態(tài)運行時,衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程中慣性角速度由慣性角速度獲取值代替,如式(4):
式(4)中,是慣性角速度獲取值,wi(i=x,y,z)表示運動學(xué)模型誤差,主要來源于角速度獲取誤差;
衛(wèi)星姿態(tài)角可以由姿態(tài)敏感器的輸出信息得到,因此角度獲取器的觀測方程如式(5):
xm=x+rm (5)
其中,x為衛(wèi)星姿態(tài)角,rm為姿態(tài)測量誤差。
4.一種三軸穩(wěn)定衛(wèi)星不用陀螺的姿態(tài)獲取系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包含:
衛(wèi)星慣性角速度獲取模塊,其采用衛(wèi)星姿態(tài)動力學(xué)方程作為關(guān)于衛(wèi)星慣性角速度的狀態(tài)方程,采用衛(wèi)星姿態(tài)角獲取值和衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程得到慣性角速度的觀測方程,通過卡爾曼獲取方法得到角速度獲取增益系數(shù)矩陣和慣性角速度獲取的誤差方差陣;
衛(wèi)星姿態(tài)確定值獲取模塊,其采用衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程作為關(guān)于衛(wèi)星姿態(tài)角的狀態(tài)方程,采用星敏感器、紅外地球敏感器和數(shù)字太陽敏感器的姿態(tài)確定角得到姿態(tài)觀測方程,通過卡爾曼獲取方法得到姿態(tài)角獲取增益系數(shù)矩陣和姿態(tài)角獲取的誤差方差陣;
衛(wèi)星姿態(tài)獲取模塊,其連接衛(wèi)星慣性角速度獲取模塊和衛(wèi)星姿態(tài)確定值獲取模塊的輸出,同時利用星敏感器、紅外地球敏感器和數(shù)字太陽敏感器的姿態(tài)確定角進行衛(wèi)星姿態(tài)角的獲取,并將星敏感器姿態(tài)測量值作為基準(zhǔn)。