二阶非线性滤波提升星上陀螺在轨标定精度

本文主要探讨了基于二阶非线性滤波的星上陀螺在轨标定方法，针对三轴稳定卫星的姿态控制需求。在卫星姿态确定精度日益重要的背景下，作者提出了一种创新的联合使用陀螺和星敏感器的实时标定策略。这种算法利用星敏感器的数据来校准陀螺，通过二阶非线性滤波技术处理复杂的系统动态和噪声，以克服陀螺安装误差、标定因子误差以及长时间运行中的漂移问题。 论文首先分析了卫星姿态测量过程中可能遇到的各种误差源，如初始安装误差、标定参数不确定性以及陀螺漂移等，这些误差对姿态测量的准确性至关重要。作者通过建立数学模型，将这些误差纳入考虑，设计出一种在轨补偿机制，旨在实时纠正这些误差，从而确保卫星姿态的精确度。 接着，论文详细介绍了二阶非线性滤波技术的应用，它能够有效地处理非线性系统的动态变化和噪声影响，提高了标定过程的精度和鲁棒性。通过这种方法，算法可以提供丰富而准确的姿态测量信息，支持卫星姿态的持续精确控制。 为了验证这个算法的有效性和可靠性，研究者采用了哈尔滨工业大学“试验卫星一号”的遥测数据进行了实际应用。通过复算和校核这些数据，结果显示算法的结果与实际飞行数据高度吻合，这证明了所提出的在轨标定算法能够满足实际任务的需求，并能保持陀螺和星敏感器长期在轨工作的高精度。 最后，文章将研究成果归类到自然科学领域，特别是航天工程中的在轨标定技术，使用了V442类别标识，同时也获得了文献标识码A，表明其学术价值得到了认可。通过这篇文章，读者可以了解到如何运用先进的数学工具和技术来提升卫星姿态控制的精度，这对于航天领域的科研和实践具有重要参考价值。