磁定姿近地轨道卫星EKF与UKF算法比较

作     者：杨斌 徐广涵 靳瑾 周游 Yang Bin;Xu Guanghan;Jin Jin;Zhou You

作者机构：北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 北京信威通信技术股份有限公司北京100094 清华大学航天航空学院北京100084 

出 版 物：《中国空间科学技术》 (Chinese Space Science and Technology)

年 卷 期：2012年第32卷第6期

页      面：23-30,38页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：扩展卡尔曼滤波 无迹卡尔曼滤波 地磁测量 姿态确定 低轨卫星 

摘      要：某近地轨道(LEO)卫星通过磁强计测量、飞轮控制和磁力矩器卸载,实现三轴姿态稳定。围绕该卫星姿态确定问题,对扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行综合分析对比,最后给出该卫星姿态确定实现方法。分析了地磁模型误差、磁强计测量误差及剩磁的影响,推导了四元数均值及协方差的计算方法。分别引入EKF和UKF进行姿态确定,并讨论了影响算法性能的因素。对两种方法的估计精度、收敛时间及计算需求等指标进行了对比。最后针对该卫星姿态确定要求和硬件条件,选用EKF算法实现姿态确定,满足对地指向精度优于1°,稳定度优于0.1(°)/s的设计指标。