收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微小卫星姿轨自主确定技术研究

郁丰  
【摘要】: 微小卫星是当前空间技术领域的热点之一,提高微小卫星姿态确定技术的水平对提升微小卫星平台的性能具有重要意义;同时,随着微小卫星的增多与空间安全的需要,由微小卫星组网构成微小卫星星座的轨道自主确定也引起了人们的重视。本文就微小卫星姿态确定与基于星间测距信息的微小卫星组网自主定轨技术开展了研究,主要内容如下: 微小卫星姿态确定系统受成本、质量和功耗的严格限制,姿态敏感器的选择范围小,所以开展了基于微型低功耗新型姿态敏感器的姿态确定技术研究:提出利用CMOS相机对地球边缘成像,克服由安装和控制系统指向误差带来的图像畸变,并利用非线性最小二乘算法提取地心矢量,仿真表明效果较理想;GNSS(Global Navigation Satellite System)接收机可将部分功能集成在星载计算机中实现,所以基于GNSS的卫星姿态确定技术可使姿态确定系统进一步微型化,针对GPS研究了基于单频短基线的整周模糊度快速搜索方法,设计了姿态确定的解算流程,并搭建了地面验证系统,结果表明方法可行;针对建设中的伽利略卫星导航系统,研究了采用三个载波频率的整周模糊度快速求解算法,在分析三载波模糊度搜索成功率的基础上,提出建立小模糊度搜索空间与相应的寻优搜索方法,提高了模糊度搜索的成功率,缩短了初始化时间。 采用新型的信息融合技术是提高微小卫星姿态确定精度和可靠性的有效措施。为提高无陀螺微小卫星姿态确定的精度,将预测滤波算法引入到姿态确定中,从而克服无法建模的非高斯误差的影响,并提出模型误差加权阵偏小设计准则,简化了滤波器设计并克服了滤波的初始振荡;采用改进联邦滤波实现多个低精度姿态敏感器的信息融合,该算法在主滤波器中实现信息预测与分配,子滤波器仅完成量测更新,降低运算量的同时仍具有较高容错能力。 在轨实时标定是提高微型低精度姿态敏感器测量精度的又一途径。开展了基于磁强计的剩磁在轨标定方法的研究,基于常值偏置的磁强计测量模型建立了考虑星体剩磁干扰的姿态动力学模型,仿真表明该标定模型效果良好;建立了不依赖其余测量信息的MEMS陀螺偏置标定模型,并分析了适用条件,仿真表明标定方法可行并具有一定精度,适合微小卫星入轨初期使用。 利用星间测距信息进行了微小卫星组网自主定轨技术的研究。针对由数目众多的微小卫星组网构成的微小卫星星座,首先分析了基于星间测距的可观测性,提出了星间测距模型与关键的仿真方法,并进行了测距定位精度的影响分析,仿真表明了方法的有效性;在此基础上引入星地链路来固定星座整体基准,仿真验证了该方案的可行性,为微小卫星组网并实现轨道长期自主确定提供了一种解决思路。 利用STK(Satellite Tool Kit)与Matlab构建了一套姿态确定与控制系统的仿真验证平台,该平台能实现姿态确定算法与控制律的快速验证,减轻了研制人员的负担;根据某型微小卫星姿态确定与控制系统的任务,在确定系统配置、布局、任务流程和基本算法的基础上,利用PC104嵌入式计算机与VxWorks实时多任务操作系统开发了某型微小卫星的软件研制与半物理仿真平台,验证了方案、任务规划与算法设计的准确性。 本文的研究工作有助于微小卫星姿态确定与组网轨道自主确定技术的进步,具有理论与工程参考价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 天史;南非SUNSAT-1立体测绘微小卫星一瞥[J];国际太空;2002年10期
2 魏青,韩云霞;用于微小卫星的微型双稳态电磁阀[J];上海航天;2005年02期
3 周义;郁清安;;如日中天的微小卫星[J];国防科技;2001年07期
4 今山;;小卫星,微小卫星[J];科学之友;1999年03期
5 尤政;;“清华1号”微小卫星升空[J];海陆空天惯性世界;2000年05期
6 徐信,孙涤清;“清华一号”微小卫星[J];航天技术与民品;2000年06期
7 詹亚锋,马正新,曹志刚;现代微小卫星技术及发展趋势[J];电子学报;2000年07期
8 科明;;萨里公司规划微小卫星灾害监视网[J];Aerospace China;2000年12期
9 肖杏;;中国小卫星争奇斗艳[J];国际太空;2006年09期
10 ;清华大学为什么要研发微小卫星?[J];Aerospace China;1999年01期
11 于伦政;微小卫星电子系统技术发展的初步探讨[J];微电子学与计算机;2001年03期
12 汤君友,赵锐;“航天清华一号”微小卫星数据质量评价[J];遥感技术与应用;2001年04期
13 魏青,薛国宇;微小卫星液化气推进技术[J];上海航天;2003年05期
14 刘颖;;微小卫星在太空中闪烁(上)[J];现代军事;2001年07期
15 唐绍凡,刘冰;我国小卫星、微小卫星有效载荷的发展[J];航天返回与遥感;1999年04期
16 汤君友,杨桂山,赵锐;HT-1微小卫星及其在国土资源调查中的应用[J];航天返回与遥感;2003年03期
17 陈志峰,王建宇,付碧红;微小卫星通用平台技术简介[J];红外;2004年05期
18 李平;;波音公司研发微小卫星[J];飞行器测控学报;2007年02期
19 ;航天清华卫星技术有限公司正式成立[J];航天技术与民品;2000年08期
20 刘进军;;小个子大智慧——纳米卫星[J];卫星与网络;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曹志刚;詹亚峰;;现代微小卫星技术展望[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 刘绍然;许忠旭;张春元;付仕明;;微小卫星的热分析技术[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
3 刘一薇;;低精度小型惯性组合在微小卫星上的应用研究[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
4 董瑛;尤政;;微小卫星成像光谱仪方案研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
5 李书科;张学忠;;微小卫星星用收发通信模块[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
6 张晓燕;季林红;孙智民;侯悦民;;微型卫星动力学特性的有限元分析[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
7 贾文奎;陈肇新;王晓霆;张奇;;微小卫星三轴磁力矩器[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十九次学术会议论文集(下册)[C];2006年
8 谭晓昀;刘晓为;;应用MEMS技术加快微小卫星及微卫星的发展[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
9 朱维坤;曾国强;;微小卫星空间碎片清理方式应用探讨[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
10 曹晋滨;;微小卫星空间探测技术在空间天气研究中的应用[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田贺祥;微小卫星综合电子系统及其关键技术研究[D];清华大学;2009年
2 郑侃;隐身微小卫星结构设计关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 李太玉;微小卫星姿态磁控制及三轴被动稳定研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 苏抗;微小卫星低可观测关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 岑继文;新型高效微推进技术研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 姚敏;微小卫星智能化星务系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
7 邢艳军;微小卫星及其编队轨道与姿态一体化确定方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 刘海颖;微小卫星姿态控制系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 吴国强;编队小卫星星间通信系统设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 陈志明;微小卫星自主编队控制及平台开发研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王军武;基于GPS的微小卫星定姿及定轨研究[D];西北工业大学;2002年
2 段晓飞;微小卫星供电系统的研究[D];西北工业大学;2005年
3 郝东;微小卫星姿态确定与磁控技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 陈靖;天巡一号微小卫星正样星结构设计与力学环境试验研究[D];南京航空航天大学;2012年
5 陈懿;基于DSP技术的皮卫星姿态控制系统的设计与实现[D];浙江大学;2005年
6 韩聪颖;小型天文卫星高精度姿态确定和控制技术研究[D];西北工业大学;2004年
7 李丹;软件测控应答机的初步研究[D];浙江大学;2006年
8 孙文峰;星载伪码测距系统研究与设计[D];浙江大学;2006年
9 陈浩杰;面向微小卫星的Smart-OSEK OS设计与实现[D];浙江大学;2013年
10 徐燕;微小卫星三轴稳定姿态控制系统设计[D];南京航空航天大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海特;打造微小卫星产业基地[N];中国航天报;2010年
2 陈益;微小卫星引出技术新革命[N];北京日报;2000年
3 高路;伴飞小卫星将给神七空中“照相”[N];新华每日电讯;2008年
4 记者 宋丽芳 陈全育;微小卫星产学研基地落户深圳[N];中国航天报;2009年
5 新华社记者 江涛 人民日报记者 温红彦;巡天遥看一千河[N];新华每日电讯;2000年
6 记者 王洪山、李宣良;我国将发射50多颗小卫星[N];人民日报;2006年
7 记者 傅振国;“航天清华一号”微小卫星发射成功[N];人民日报海外版;2000年
8 孙宏金;我国小卫星产业快速发展[N];中国航天报;2008年
9 黄志澄;微小卫星:出奇制胜“轻骑兵”[N];大众科技报;2006年
10 记者 王翰林;我国微小卫星研制取得重大突破[N];科技日报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978