基于多矢量观测的姿态确定算法仿真与分析

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1、图书分类号V219密级非密UDC_______________________________________________________________全日制工程硕士学位论文基于多矢量观测的姿态确定算法仿真与分析Simulationandanalysisofattitudedeterminationalgorithmbasedonthemultipleobservationvector张泽校内指导教师（姓名、职称）辛长范、副教授校外指导教师（姓名、职称）李钰生、研高工申请学位级别硕士学位所在领域（研究方向）兵器工程论文提交日期__2018年

2、_4__月__10__日论文答辩日期___2018_年__6___月__4___日学位授予日期________年______月______日论文评阅人______刘生海___________王金柱______________________答辩委员会主席_____________冯丽恒_____2018年6月5日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡

3、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于多矢量观测的姿态确定算法仿真与分析摘要在实际的工程应用中，

4、矢量定姿问题是非常重要的课题，与国外相比我国在该领域的研究稍显薄弱。根据观测矢量求取飞行器姿态的相关算法发展至今形成了两大类：一类是确定性算法，这类算法相对简便直接，但较为依赖所获取观测矢量的准确性，其仍有较大的改进空间；另一类因应各种复杂实际问题而进一步发展出的状态估计算法，该类算法一定程度上克服了各种不确定因素的影响。本文重点关注确定性算法中的TRIAD算法，这类算法包含两个大类：一种是传统型算法，这种算法本身存在缺陷，其第二个矢量信息在计算过程中存在信息缺损，这影响到了最终的定姿精确度；另一种则是在此基础上改进的最优算法。立足于TRIAD算

5、法的特点，本文提出了改进算法。改进出发点为：1，提高第一个矢量的准确性从而提高矢量定姿的准确性；2，引入多个矢量以提高矢量定姿精度；3，不要过多引入矢量，尽量保证精度而简化算法。改进算法的具体措施是引入三个矢量，将前两个矢量加权处理获得的新矢量作为基准矢量，将其联合第三个矢量进而应用TRIAD算法进行矢量定姿，由此将三个矢量测姿的问题转换为两个矢量的问题研究。为此引入大量数据进行仿真对比和分析，结果显示该算法同传统算法相比优势明显，其精确度更高。而对比最优算法在结果上准确性几乎一致，但解算的复杂度及时间却明显减少。论文最后也对本法的局限性以及可以

6、改进的方向进行了论述。关键字：矢量定姿，飞行器，轨道控制，姿态控制，敏感器中北大学学位论文SimulationandanalysisofattitudedeterminationalgorithmbasedonthemultipleobservationvectorAbstractInpracticalengineeringpractice,vectorattitudedeterminationisaveryimportantsubject.Therearetwokindsofalgorithmsforcalculatingtheattitude

7、ofaircraftbasedontheobservationvector.Oneisthedeterministicalgorithm,whichisrelativelysimpleanddirect,butdependsontheaccuracyoftheobservedvector.Thereisstillmuchroomforimprovementandanotherkindofstateestimationalgorithmisfurtherdevelopedinresponsetovariouscomplexpracticalprob

8、lems.TheTRIADalgorithmconsistsoftwocategories:oneisthetraditionalalg