基于光度观测的空间目标姿态与角速度估计

基于目标形状反射以及太阳、地球和空间目标三者的运动关系建立了空间目标的光度量测模型,分析了姿态角、角速度和目标形状对光度观测数据的影响。建立了目标姿态角与角速度的运动学模型,实现了对姿态和角速度的联合估计,并探讨了算法的自适应估计能力。仿真结果表明,该光度观测方案可实现未知姿态角与自旋角速度的估计,姿态角和角速度缓慢变化时算法具备自适应估计能力,但随着目标侧面数的增加,姿态和角速度估计误差增大且算法收敛速度变慢。

基于光度曲线的弱特征空间目标姿态估计

针对暗弱空间光度曲线波动不明显的弱特征目标姿态难以估计的问题,本文基于不同观测站所得到的目标光度曲线具有差异的特点提出以空间换取精度的设想,并据此设计了多站联合光度观测并行融合的解决方案。通过分析站点位置以及站点数量对弱特征空间目标姿态估计的影响,验证了该解决方案的可行性与有效性,发现了站点的布置有规律可循。仿真表明,站点之间距离的增加以及站点数量的增加都可以减小姿态估计误差,而通过沿空间目标对太阳光线反射的相对方向布置站点可以得到更好的姿态估计结果。