一种确定自旋卫星姿态的新方法.pdf

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1、40上海AEROSPACE航天SHANGHAl2011年第1期文章编号：1006一1630(2011)0卜0040—06一种确定自旋卫星姿态的新方法吕晓锋1’3，王大力2’3(1．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200030；2．西北工业大学航天学院，陕西西安710068I3．西安卫星测控中心，陕西西安710043)摘要：提出了一种在白旋稳定卫星自旋轴与几何体轴重合或几乎重合时只利用太阳角计算自旋卫星姿态的方法。给出了方法的原理及适用范围。研究表明：定姿精度仅与太敏测量精度有关，减小了传统方法中太敏与地

2、敏两项测量误差产生的误差，方法原理筒单、精度高。由实际卫星数据的长期验证可知：方法能在卫星自旋轴与实际几何轴偏差较小时实现快速定姿，定姿结果满足要求。关键词：自旋稳定卫星；定姿方法；太阳角；太阳敏感器中图分类号：V448．22文献标志码：AANewMethodofAttitudeDeterminationofSpin-StabilizedSatelliteLUXiao—fen91”，WANGDa—li2’3(1．SchoolofElectronic，InformationandElectricalEnginee

3、“ng，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China；2．SchoolofAstronautics，NorthwestenPolytechnicalUniversity，Xi’anShaanxi710068，China；3．Xi’anSatelliteControlCenter，Xi’anShaanxi710043，China)Abstract：Anewmethodforattitudecalculationofspin-stabilizedsatellites

4、，whichonlyneededthesolarangle，wasputforwardwhenthespin-stabilizeda】【iswassuperpositionwiththegeometryaxisofthesatelliteinthispaper．Theprincipleandtheapplicablerangewereexplainedinthestudy．Thestudyshowedthattheaccuracyoftheattitudedeteminationwasrelatedtothem

5、easurementofthesolarsensoronly，whichreducedtheerrorcausedbythemeasurementerrorsofthesolarsenorandtheearthsensorintraditionmethod．Theprincipleofthenewmethodwithhighaccuracywassimple．Thelongte珊ve“ficationofthedataoftherealsatelliteshowedthatthefastattitudedete

6、minationcouldberealizedwhenthedifferenceofthespin—stabilizedaxisandrealgeometrya】【iswasrathersmall．Theattitudedeterminationresultwouldmeettherequirements．Keywor凼：Spin-stabilizedsatellite；Methodofattitudedetemination}solarangle；solarsenorO引言自旋卫星绕自旋轴旋转，依靠旋转动量矩

7、保持自旋轴在惯性空间指向。自旋卫星的定姿方法有双矢量、太阳一地球等多种。目前，工程上我国自旋卫星常用太阳一地球定姿，即利用星上红外地球敏感器(地敏)和太阳敏感器(太敏)的测量数据进行计算获得。此方法能准确确定自旋卫星的姿态，但如星体地球敏感器出现故障，就不能确定卫星姿态。在卫收稿日期：2009．04一07；修回日期：2009—04—27作者简介：吕晓锋(1973一)，男，工程师，主要从事航天器在轨管理。星自旋轴与几何体轴重合或几乎重合的状况下，本文提出了一种无需地球敏感器，仅用太敏测量数据确定卫星姿态的新方法。

8、1姿态测量自旋卫星的姿态是指自旋体的自旋轴在某一参考系中的方向和自旋体相对空间某基准的旋转相位角[1]。通常，自旋轴的方向定义在赤道惯性坐标系中，用赤经和赤纬表示[z]。星上的姿态敏感器不能直接测出自旋轴的赤经和赤纬，但敏感器通过扫描，可观测到空间中某些参考物体(太阳、地球和恒星等)相对卫星的方向，测量自旋轴与参考物体方向间2011年第1期吕晓锋，等：一种确定自旋卫星姿态的新方法的夹角