[发明专利]用于改善物体取向估计的方法和实施所述方法的姿态控制系统

权利要求书

1.一种利用物体沿三个空间轴的总加速度(y_A)、磁场(y_M)和转速(y_G)的测量结果来估计所述物体在时间k时在空间中的取向的方法，所述方法包括：

A-对时刻k时的所述测量结果(y_A，y_M，y_G)进行预处理，以检测所述测量结果中扰动的存在，并估计时间k时的无扰动测量结果，其中所述扰动来自包括以下各项的组：所述物体的固有加速度、增加到地球磁场的磁场以及所述转速的测量结果的偏差，

B-由观察器利用在步骤A获得的时间k时的估计的无扰动测量结果来估计时间k时的取向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，估计物体在时间k时在空间中的取向仅利用所述物体沿三个空间轴的所述总加速度(y_A)、磁场(y_M)和转速(y_G)的测量结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括：

A1-对所述转速(y_G)的测量结果进行预处理，

A2-检测所述总加速度和所述磁场的所述测量结果(y_A，y_M)中是否存在扰动，

A3-在时间k时不存在扰动的情况下，时间k时的估计的无扰动测量结果等于时间k时的测量结果，而在存在扰动的情况下，在时间k时估计的无扰动测量结果是基于在时间k-1时估计的取向计算的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A1包括从转速的测量结果减去在预备初始化步骤期间确定的平均偏差

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在给定时间期间固定提供转速的测量结果的模块并计算每个轴上所述转速的测量结果的值的平均值来获得所述平均偏差

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A2包括：

A2.1-将所述总加速度的测量结果的范数与重力场(G₀)的范数进行比较的测试，其特征在于，如果时间k时的所述加速度的测量结果的范数与重力场(G₀)的范数之间的差异的绝对值低于预定阈值(α_A)，则假设加速度扰动为零，否则假设存在扰动，在每个轴上所述扰动等于时间k时的所述总加速度的测量结果和在时间k时估计的无扰动加速度第测量结果之间的差异，

A2.2-将所述磁场的测量结果的范数与所述地球磁场(H₀)的范数进行比较的测试，其特征在于，如果所述磁场的测量结果的范数与所述地球磁场的范数之间的差异的绝对值低于预定阈值(α_M)，则假设磁性扰动为零，否则假设每个轴上的所述磁性扰动等于时间k时的所述磁场的测量结果和在时间k时估计的无扰动磁场的测量结果之间的差异。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A2.1中对时间k-1时的估计的扰动进行额外的测试：如果时间k时的所述总加速度的测量结果的范数与所述重力场(G₀)的范数之间的差异的绝对值低于预定阈值(α_A)，则执行检查，以确定时间k-1时的估计的加速度扰动的范数是否低于预定阈值(β_A)，如果该测试是肯定的，则假设加速度扰动在时间k时实际为零，和/或在步骤A2.2中对时间k-1时的估计的磁性扰动进行额外的测试，其特征在于，如果所述磁场的测量结果的范数与所述地球磁场(H₀)的范数之间的差异的绝对值低于预定阈值(α_M)，则检查时间k-1时的估计的磁性扰动的绝对值是否低于预定阈值(β_M)，其特征在于，如果该测试是肯定的，则假设所述磁性扰动在时间k时实际为零。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在用户设置的时间窗口(T_A，T_M)上执行步骤A2中的至少一个检测。