複雜衛星姿態確定精度反演與評估問題研究

《複雜衛星姿態確定精度反演與評估問題研究》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青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜衛星姿態確定精度反演與評估問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 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

本項目以高解析度成像對地觀測衛星為背景，研究複雜衛星姿態確定精度反演與評估的理論和方法。以往複雜衛星姿態確定的研究工作主要集中在提高姿態敏感器的測量精度、設計改進的或新型的姿態確定算法以適應不同的工作環境。本項目在前期對複雜衛星姿態確定系統誤差分析、模型構建及最優估計方法設計等正問題研究的基礎上，開展姿態確定的反問題研究。具體內容包括：基於試驗最佳化設計和閾值分析方法，明確影響複雜衛星姿態確定精度的主成分因素；基於姿態確定濾波算法，建立各主成分因素的精度影響模型，完成模型參數辨識；通過試驗最佳化設計，結合多元非線性回歸分析，建立姿態確定精度與主成分因素之間的綜合精度回響函式，並在給定姿態確定精度指標下，求解各主成分因素的邊界條件；通過理論分析與半物理仿真試驗，完成姿態確定精度反演理論與方法的評估。為複雜衛星高精度姿態測量設計與姿態確定方案最佳化提供反饋及技術支撐。

結題摘要

本項目研究複雜衛星姿態確定精度反演與評估問題。在綜合分析複雜衛星姿態確定精度影響因素的基礎上，通過試驗最佳化設計，分析主成分因素對姿態確定精度的影響規律，建立綜合精度回響函式。本項目的主要內容包括：基於試驗最佳化設計的定姿精度影響因素分析與主成分因素確定；各主成分因素精度影響規律分析與影響模型構建；綜合精度回響函式構建及主成分因素邊界條件確定；複雜衛星姿態確定精度反演與評估理論與方法試驗驗證。獲得的主要研究成果如下：（1）針對複雜衛星姿態確定系統，系統分析了基於EKF姿態確定方法的精度影響因素，研究了包括敏感器測量精度、敏感器相對安裝誤差及初始估計精度等11種因素對姿態確定精度的影響，根據試驗設計安排試驗，計算不同因素試驗水平的變化導致的姿態確定精度的變化情況，利用選定的閾值，經過多次篩選，確定了影響姿態確定精度的關鍵因素，也即主成分因素。（2）研究了主成分因素對EKF姿態確定精度的影響規律，建立了每種主成分因素到姿態確定精度的關係表，通過主成分因素分析的試驗設計方案，按照主成分表設計試驗，結合試驗數據估計影響模型的參數，確定了各主成分因素對姿態確定精度的影響函式。（3）在單個主成分因素對姿態確定精度的影響函式構建的基礎上，將各個主成分因素聯合起來，通過量綱分析及各因素間的互動影響關係分析，建立了全面的主成分因素與姿態確定精度間的綜合精度回響函式模型，並利用建立的綜合精度回響函式模型，進行了主成分因素的邊界條件分析。（4）開展了複雜衛星姿態確定精度反演與評估的半物理仿真試驗，驗證理論分析以及最終建立的精度回響函式的準確性和合理性。通過三年的研究，項目組培養博士生2名，碩士生2名；參加學術交流8人次，發表學術論文18篇，其中SCI檢索6篇，提交調研報告1份，出版專著2部，授權國家發明專利2項，國防專利2項，申請國家發明專利2項。