三轴磁强计与MEMS陀螺的在轨实时标定方法

作     者：向甜 王昊 蒙涛 金仲和 

作者机构：浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州310027 浙江大学航空航天学院浙江杭州310027 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2014年第48卷第3期

页      面：541-547页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60904090) 

主　　题：MEMS陀螺 三轴磁强计 在轨标定 UKF算法 

摘      要：为了提高基于磁强计和微电子机械(MEMS)陀螺的微小卫星定姿系统的精度,提出在无姿态信息时仅依靠三轴磁强计以及MEMS陀螺的测量信息来实时标定磁强计以及MEMS陀螺的算法.该策略采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,将磁强计的偏置、刻度因子与非正交误差矩阵以及MEMS陀螺漂移作为状态向量,通过建立基于三轴磁强计及其惯性坐标系磁场矢量的观测方程,以及相应的微分测量方程,实现三轴磁强计与MEMS陀螺的在轨标定.仿真结果表明:通过标定后,磁强计的三轴偏置估计误差均优于0.02mG,刻度因子与非正交误差矩阵的六要素估计误差均优于1×10-4,而MEMS陀螺三轴漂移估计误差分别为1.5°/h、0.45°/h和0.94°/h,从而验证了本策略的可行性.