自旋卫星几何定姿限制条件及误差分析

淡　鹏,陈剑平

(1.宇航动力学国家重点实验室 软件室,陕西 西安　710043;2.西安卫星测控中心,陕西 西安　710043)



自旋卫星几何定姿限制条件及误差分析

淡鹏1,2,陈剑平1,2

(1.宇航动力学国家重点实验室 软件室,陕西 西安710043;2.西安卫星测控中心,陕西 西安710043)

摘要几何方法是自旋稳定卫星姿态确定的基本方法,但在实际工程应用中常出现计算精度较低的问题。针对此问题,文中系统分析了利用不同观测量进行自旋稳定卫星姿态确定的几何计算方法,推导了各类计算公式的限制因素、误差敏感特性、使用条件等;并以某颗风云气象卫星测控过程中的实际观测数据为例,给出了其几何定姿偏差较大的几段数据的原因分析;探讨了提高几何定姿精度的途径。研究结果对自旋稳定卫星定姿精度的分析与提高,事后定姿计算精度方面均有一定的参考意义。

关键词自旋稳定;几何定姿;误差分析

自旋稳定是卫星姿态保持的一种重要方式。虽然目前三轴稳定[1]卫星占了绝大多数,但自旋稳定卫星因其简单可靠、运行稳定等特性,仍在卫星应用中拥有一席之地。对自旋稳定卫星,自旋轴姿态的确定具有重要的价值,其是卫星姿态控制与姿态保持等的基础。

自旋卫星姿态确定方法常用的有几何方法[2]和滤波方法等[3]。文献[4]还给出了一种特定条件下的序列计算方法。但这些方法的使用都有其制约因素,需要受到几何条件等的限制。特别是在转移轨道段,姿态变化幅度大,几何关系复杂,从而使定姿结果常出现较大偏差。……