一种用于姿态确定和基线测量的组合GPS/陀螺/灵敏结构体系

本文描述了一种新型的用于同时进行姿态确定和基线测量的全球定位系统(GPS)载波相位信号、速率陀螺信号和基线应变信号组合测量系统。三个本体坐标轴的每一个轴均选择载波相位和速率陀螺信号作为简化的解耦的姿态Kalman滤波器的两个状态量。应变信号输入到应变位移图形程序,用来估计挠性基线的静态和动态运动,从而提供姿态计算必需的基线校正矢量。一个带有5m挠性悬臂梁的刚体平台的试验结果表明姿态确定精度可达角分级水平,基线测量达到mm级精度。

高能太阳光谱成像(HESSI)卫星姿态磁控系统

高能太阳光谱成像(HESSI)卫星是NASA开发的低成本小型探索航天器之一,该任务可比以往更加深入地研究太阳耀斑的物理特性。该航天器绕其太阳成像轴自旋稳定,并且通过主动磁进动和磁章动控制保持对太阳定向,精度优于0 2°。进动控制逻辑采用一个简单的比例控制回路,其敏感器数据为一个两轴精太阳敏感器的输出信息和一个三轴磁强计测得的当地地磁场信息。虽然航天器绕其主轴自旋稳定,但是如果不进行充分的主动或被动章动控制,连续作用的进动力矩将产生不稳定的章动能量。所以,为了保证足够的章动控制,同时尽量降低成本和重量,采用了一种主动章动控制器,横向角速率和自旋速率可根据精太阳敏感器输出和磁强计输出分别估计。只要章动时间常数小于进动时间常数,主动章动和进动联合控制器就是稳定的。此外,星箭分离后,磁控系统具有全姿态捕获太阳的能力。这种简化的控制设计不需要磁场模型,也不需要星历表外推。