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《一種海洋測(cè)高衛(wèi)星質(zhì)心在軌估計(jì)算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第23卷第5期航天器工程v01．23No．51111篁!!旦些壘篁蘭篁!蘭壘至!蘭墮垡墮蘭蘭墾型魚!!一種海洋測(cè)高衛(wèi)星質(zhì)心在軌估計(jì)算法李拴勞張潤(rùn)寧(航天東方紅衛(wèi)星有限公司，北京100094)摘要為了滿足海洋測(cè)高衛(wèi)星在軌質(zhì)心位置精度的要求，提出了一種使用陀螺儀測(cè)量數(shù)據(jù)在軌估算衛(wèi)星質(zhì)心位置的算法。該算法利用推力器工作產(chǎn)生外力矩，采用總體最小二乘法，綜合考慮了實(shí)際推力器推力的誤差及陀螺儀的測(cè)量誤差，由衛(wèi)星的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程估算得到衛(wèi)星質(zhì)心位置。數(shù)值仿真證明了該算法的有效性，結(jié)果表明質(zhì)心位置的估計(jì)精度在毫米量級(jí)，可以滿足海洋測(cè)高衛(wèi)星對(duì)質(zhì)心位置精度的需求。關(guān)鍵詞海洋測(cè)高衛(wèi)星；陀螺儀；推力器；
2、質(zhì)心；總體最小二乘法中圖分類號(hào)：v412．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．05．006Study嘰OI卜orbitEsti礎(chǔ)札i蚰0fCemer0fMassf衍(h舶舢tiImtrySa_telliteLIShuanlaoZHANGRunning(DFHSatelliteCo．Ltd．，Beijing100094，China)Abst翻越：Amethodforon-orbitestimationofcenterofmassispresentedtosatisfytheaccuracyofcenterofmassofoceanal
3、timetrysatellite，basedonthedataofgyrosinsatellite．Byutilizingthemomentduetothrusterfiringstochangethesatelliteattitude，thecenterofmassofsatellitecanbeestimatedbyusingtotal1eastsquarestosolveattitudedynamicsequationwithtakingintoaccountthefactorthatbothforcesofthrustersanddataofgyroscontainser
4、rorsinpracticalterms．Thesimulationdemonstratesthatthemethodiseffectiveandtheresultsshowthattheaccuracyofestimationforcenterofmassisoftheorderofmillimeters．Thisalsoprovesthatthemethodcansatisfytherequirementofcenterofmassofaltimetrysatellite．Keywords：oceanaltimetrysatellite；gyro；thruster；cente
5、rofmass；totalleastsquares1引言海洋測(cè)高衛(wèi)星是一類精確測(cè)量星下點(diǎn)海面高度的衛(wèi)星，其核心載荷是高度計(jì)，用來(lái)測(cè)量衛(wèi)星到星下點(diǎn)海面的距離。海洋測(cè)高衛(wèi)星基本測(cè)高原理是用衛(wèi)星軌道高度減去高度計(jì)測(cè)量值即可得到星下點(diǎn)的海面高。衛(wèi)星的軌道高度通常由精密定軌過(guò)程得到。衛(wèi)星精密定軌得到的是衛(wèi)星質(zhì)心的位置信息，而高度計(jì)測(cè)量得到的是高度計(jì)相位中心到星下點(diǎn)處海面的距離，在計(jì)算海面高時(shí)，衛(wèi)星軌道高度的基準(zhǔn)和高度計(jì)測(cè)量值的空間基準(zhǔn)不一致，一般需要將高度計(jì)的測(cè)量歸算到衛(wèi)星質(zhì)心，因此必須知道衛(wèi)星準(zhǔn)確的質(zhì)心位置。當(dāng)衛(wèi)星質(zhì)心位置存在誤差時(shí)，其在衛(wèi)星軌道徑向的分量會(huì)直接引入到測(cè)高誤差中，影響測(cè)高
6、精度[1]。事實(shí)上衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)質(zhì)心位置和地面測(cè)量時(shí)相比會(huì)發(fā)生漂移，這主要是由于燃料消耗及太陽(yáng)翼變形等原因所引起的，如托佩克斯／海神(TI嬲／Poseidon)衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)，由于太陽(yáng)翼翹曲傾斜而引起的衛(wèi)星質(zhì)心偏移徑向分量可達(dá)3cm[¨，因而為了得收稿日期：2014一01—15；修回日期：2014一05—27作者簡(jiǎn)介：李拴勞，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楹教炱骺傮w設(shè)計(jì)。Email：1ishualllao@163．com。航天器工程23卷到更高的測(cè)高精度，必須對(duì)衛(wèi)星在軌運(yùn)行段的質(zhì)心參數(shù)估計(jì)方法及其精度進(jìn)行研究。文獻(xiàn)[2—3]提出了一種使用測(cè)高衛(wèi)星定軌跟蹤數(shù)據(jù)，在精密定軌參數(shù)估計(jì)中，加
7、入質(zhì)心變化量參數(shù)一起進(jìn)行估計(jì)的方法，優(yōu)點(diǎn)在于不須提供多余的數(shù)據(jù)，在精密定軌的過(guò)程中就可以完成，但是會(huì)和須估計(jì)的經(jīng)驗(yàn)力參數(shù)發(fā)生耦合，無(wú)法分離，因而存在固有的缺陷。文獻(xiàn)[4—5]提出了一種重力衛(wèi)星的質(zhì)心在軌標(biāo)定算法，優(yōu)點(diǎn)在于精度很高，可達(dá)到亞毫米量級(jí)，但須衛(wèi)星裝備高精度的靜電加速度計(jì)，且對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)也有特殊的要求，因而限定了這種方法的應(yīng)用范圍。文獻(xiàn)[6—8]提出了基于指數(shù)加權(quán)遞歸的最小二乘算法，利用推力器工作時(shí)陀螺的測(cè)量數(shù)據(jù)，可計(jì)算得到衛(wèi)星的質(zhì)心位置，但此算法假定推力器推力是準(zhǔn)確已知的
