非合作编队卫星姿轨一体化滤波新方法

摘要：

为提升空间非合作编队任务中卫星态势感知能力和工程冗余度,结合姿态和两星相对位置的耦合信息,提出了一种无角度测量信息的姿态与相对轨道一体化滤波算法.滤波器系统方程取惯性系下的误差四元数姿态和卫星轨道系下相对运动表述,通过扩展卡尔曼滤波实现对卫星姿态指向、陀螺零偏、相对位置速度的联合有效估计.针对跟飞和绕飞两种典型卫星编队模式和不同相对运动构型尺度下该滤波器的局部可观测性进行了比较与分析.地面仿真实验表明,相对导航位置误差0.3 m,相对速度估计误差10-4 m/s,卫星姿态估计误差0.05°,陀螺零偏估计误差10-4(°)/s,满足编队卫星任务需求.

关键词：非合作编队、无角度测量、一体化滤波、可观测性

分类号：V448.21(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

在线出版日期：2013-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：663-669