微纳卫星动态剩磁在轨标定技术

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1、微纳卫星动态剩磁在轨标定技术崔仁洁蒙涛霍俊海金仲和浙江大学航空航天学院摘要：为了提高剩磁波动影响下微纳卫星在轨定姿精度，提出一种结合地面剩磁标定数据、采用改进的扩展卡尔曼滤波（EKF）算法对磁强计剩磁偏置进行在轨动态标定的方法.该算法将卫星姿态运动注模型、陀螺模型和磁强计静态测量模型作为系统状态方程，采用太阳敏感器和磁强计实测值进行量测更新，依据地而剩磁标定结果波动量级设计变参数的系统噪声协方差阵，实现剩磁波动条件下磁强计偏置的动态跟踪和实时标定.以浙江大学皮星二号（ZDPS-2）卫星地面剩磁标定数据进行仿真分析，结果表明，该算法可有效实现对动态剩磁的跟踪估计,

2、在剩磁波动条件下收敛时间小于250s,估计结果稳定性优于20nT（1。）；与定常滤波法相比，收敛时间缩短了1850s左右，姿态确定精度提高了5°・关键词：动态乘ij磁;磁强计;EKF算法;在轨标定；作者简介：崔仁洁（1992—）,女，硕士生，从事微小卫星姿态测量及控制系统研究.E-mail:cui_rcnjic@zju・cdu.cn作者简介：蒙涛，女，副教授.orcid.org/0000-0001-7871-0457.E-mail:mengtao@zju.edu.cn收稿日期：2016-11-01基金：国家自然科学基金资助项目（61503334）On-orbit

3、calibrationtechniqueforresidualmagnetismfluetua/tionofmicro-satelliteCUIRen-jieMENGTaoHUOTun-haiTINZhong-heSchoolofAeronauticsandAstronautics,ZhejiangUniversity;Abstract：Inordertoimprovetheon-orbitattitudedeterminationaccuracyofthemicro-satelliteundertheinfluenceofdynamicresidualmagn

4、etism,acalibrationmethodcombiningthegroundresidualmagnetismcalibrationdataandtheextendedKaimanfiltering(EKF)methodwasproposedtoconducttheon-orbitdynamiccalibrationforthemagnetometerbias.Inthismethod,thesatelliteattitudekinematicsmodel,gyroscopemodelandstaticmagnetometermeasurementmod

5、elwereselectedtoconstructthesystemstateequation,whilethedatawereupdatedbythesunsensorandthemagnetometermeasurement.Besides,thesystemnoisecovarianeematrixwasdcsignedbasedonthefluctuationlevelofthegroundresidualmagnetismcalibrationresults,sothatthedynamic-trackingandreal-timecalibratio

6、nofthemagnetometerbiasundertheresidualmagnetismfluctuationwasachieved.ThesimulationresuItsbasedontheZDPS-2satel1iteshowthattheproposedmethodcaneffectivelyrealizethedynamictrackingofresidualmagnetismestimation,withaconvergcncctimelessthan250sandanestimationstabilitybetterthan20nT(1o)u

7、ndertheresidualmagnetismfluctuationcondition.Comparedwiththefixedconstantf订teringalgorithm,theconvergencetimeoftheproposedmethodisshortenedbyabout1850sandtheattitudedeterminationaccuracyisimprovedby5degrees.Keyword：residualmagnetismfluctuation;magnetometer;extendedKalman"Iter(EKF)met

8、hod;on-orbit