基於試驗設計的衛星姿態確定精度指標歸屬因子分析

《基於試驗設計的衛星姿態確定精度指標歸屬因子分析》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由王炯琦擔任項目負責人的數學天元基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於試驗設計的衛星姿態確定精度指標歸屬因子分析
• 項目類別：數學天元基金項目
• 項目負責人：王炯琦
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

本項目研究衛星姿態確定的反問題，即姿態確定精度指標歸屬因子的分析，在給定姿態確定精度指標下，分析各誤差影響因素的歸屬因子。通過試驗設計和閾值分析方法分析影響姿態確定的主要誤差因素，明確主成分因素；通過理論分析和仿真計算對主成分因素的誤差傳播機理進行分析，建立誤差傳播矩陣；通過試驗設計建立精度回響函式，並在滿足姿態確定精度指標前提下，分析各主成分因素的邊界條件。為姿態測量方案設計與姿態確定技術研究提供反饋作用。

結題摘要

本項目研究衛星姿態確定精度指標歸屬因子的分析，即在給定的姿態確定精度指標下，分析各誤差影響因素的歸屬因子。結合項目研究目標和研究內容，本項目主要完成如下幾個方面的工作。首先，在姿態確定精度主成分因素確定的研究方面，針對星敏感器/陀螺組合配置的姿態確定系統，從數據層、模型層、算法層全面分析了影響EKF濾波下的姿態確定精度的各因素，利用正交試驗設計方法進行試驗，基於閾值分析方法確定了影響姿態確定精度的主成分因素，包括星敏感器的相對安裝誤差、星敏感器的測量精度、星敏感器採樣頻率、星敏感器安裝方位、陀螺安裝誤差及陀螺測量精度等；其次，在主成分因素影響規律分析的研究方面，在明確主成分因素的基礎上，結合EKF姿態確定濾波算法，逐個推導了星敏感器測量精度、陀螺測量精度、星敏感器採樣頻率、星敏感器相對安裝誤差、陀螺安裝誤差、星敏感器安裝方位等對姿態確定精度的影響模型；最後，在主成分因素與姿態確定精度間的回響函式構建的研究方面，基於單個主成分因素對姿態確定精度的影響函式模型，結合大量仿真實驗，確定出模型參數，得到單個主成分因素對姿態確定精度的影響函式，然後將各個主成分聯合起來，通過各因素間的互動影響關係分析，建立出全面的主成分因素與姿態確定精度間影響函式模型，並結合試驗設計，利用回歸分析方法確定出模型中的未知參數，從而建立主成分因素的精度回響函式，完成了各主成分因素的邊界條件。本項目已按任務書要求，完成全部預期研究計畫。本項目的研究將為姿態測量方案設計與姿態確定技術起反饋作用，並同時為最終實現甚高精度姿態確定提供技術支撐。通過本項目的資助，發表或錄用的期刊論文和會議論文有6篇，其中SCI檢索3篇，EI檢索2篇，在科學出版社待出版的專著1部，授權國家發明專利2項，計算機軟體著作權1項，已指導博士畢業1人，本科畢業設計1人。