[发明专利]一种基于磁强计的皮纳卫星姿态捕获方法

摘要

本发明公开了一种基于磁强计的皮纳卫星姿态捕获方法，属于卫星姿态控制技术领域。该方法在卫星失去姿态基准的情况下，以卫星姿态四元数和陀螺常值漂移为状态量、以磁强计测量值为观测量，利用递推的卡尔曼滤波进行姿态确定，首先利用磁力矩器进行速率阻尼，待速率阻尼完成后，该方法已经获取到了较为准确的姿态信息，以此为输入信息利用磁力矩器进行卫星的三轴姿态控制，从而建立卫星对地定向的运行姿态。本发明方法不受太阳信息的限制，也没有姿态条件的约束，具有很强的工程可操作和可实现性。

主权项

1.一种基于磁强计的皮纳卫星姿态捕获方法，其特征在于每个控制周期执行如下步骤：(1)、以磁强计的测量值为观测量，以惯性坐标系下的卫星姿态四元数和陀螺的常值漂移为状态量，采用递推的卡尔曼滤波方法计算得到惯性坐标系下的卫星姿态四元数估计值和卫星姿态角速度ω信息，进入步骤(2)；(2)、判断惯性坐标系下的卫星的姿态角速度ω幅值|ω|是否小于预设的姿态角速度门限，如果小于，则进入步骤(3)；否则，计算控制磁矩M驱动磁力矩器，以消除卫星姿态角速度，在下一个周期到来时，从步骤(1)开始执行；(3)、将惯性坐标系下的卫星姿态四元数估计值转换为轨道坐标系下的卫星姿态四元数估计qBO，将惯性坐标系下的卫星姿态角速度ω转换成轨道系坐标系下的卫星姿态角速度ωBO，并根据所述轨道系坐标系下的卫星姿态四元数估计值qBO和卫星姿态角速度ωBO计算控制磁矩M驱动磁力矩器，以消除卫星的姿态角，进入步骤(4)；(4)、判断卫星姿态角Φ的幅值|Φ|是否小于预设的姿态角门限，如果小于，则认为捕获成功，结束捕获过程；否则，在下一个周期到来时，从步骤(1)开始执行。