轻型卫星姿态确定：分布式非线性滤波与快速采样算法

"卫星姿态确定的分布式非线性滤波方法 (2010年)" 这篇论文探讨的是在卫星姿态确定领域中，如何利用轻型星敏感器、微机电系统（MEMS）陀螺、太阳敏感器和磁强计等传感器构建轻量化系统，并设计了一种分布式非线性滤波结构来提高姿态估计的精度和实时性。卫星姿态确定是航天工程中的关键问题，它涉及到卫星的稳定运行和任务执行。 论文提出了一种快速采样点姿态估计算法，这个算法的独特之处在于只需要4个采样点就能完成完整的姿态和陀螺漂移估计，与传统的采样点滤波方法相比，其精度不打折扣，同时显著降低了运算量。这与扩展卡尔曼滤波（EKF）算法的运算复杂度相当，表明新算法在效率上具有竞争力。 为了进一步提升性能，论文采用了方差插值法，融合不同传感器的信息，实现了异类传感器之间的优势互补。这种融合策略考虑了各个传感器的特点，能够有效地处理不同传感器数据之间的不一致性，从而提供高精度、高实时性和持续稳健的姿态及速率估计。 通过仿真结果，论文验证了所提算法的有效性，证明了分布式非线性滤波方法在轻型卫星姿态确定系统中的优越性。这种创新的滤波结构和算法对于轻型卫星的自主导航和控制具有重要的理论和实践意义，有助于推动航天技术的发展。 关键词: 姿态确定; 分布式滤波; 采样点; 卡尔曼滤波; 非线性 中图分类号: V412.022 文献标识码: A 文章编号: 1000-0054(2010)02-0224-05 该研究工作是在清华大学精密仪器与机械学系电子工程及测试技术及仪器国家重点实验室进行的，作者团队包括范春石、张高飞、孙剑、孟子阳和尤政。他们的研究成果为卫星导航和控制领域的工程师和技术人员提供了有价值的参考。