基于北斗卫星导航系统的空间站姿态测量可行性分析

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1、第２１卷第２期载人航天Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．２２０１５年３月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＭａｒ．２０１５基于北斗卫星导航系统的空间站姿态测量可行性分析１２２赵思浩，黄才，齐鑫（１．清华大学电子工程系，北京１０００８４；２．中国空间技术研究院载人航天总体部，北京１０００９４）摘要：为了探索北斗全球卫星导航系统应用于中国空间站姿态测量的技术可行性，调研了中国未来空间站运营时北斗全球系统导航星座情况，给出了北斗系统对空间站的服务能力；基于载波相位高精度测量原理，对载人空间站利用北斗全球系统完成姿态测量所需的技术条件进行了分析，首次提出了在空间站三舱分别

2、配置北斗天线，使用基于北斗导航信号载波相位的高精度测量算法进行组合体姿态测量的技术思路，初步给出并分析了相应的设备配置和工作方案，并对其在轨运行时的姿态角测量精度进行了仿真分析。在配置三天线组成两条１０ｍ量级基线条件下，仿真的姿态角测量均方根误差约为０畅０５°。在具备相应信息处理和通信能力的条件下，利用北斗全球系统接收机可以完成空间站姿态测量功能，具有技术可行性。关键词：空间站；北斗卫星导航系统；双基线；姿态测量；可行性中图分类号：Ｖ４４３；ＴＮ９６７畅１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１５）０２-０１３５-０７Feasibilit

3、yAnalysisforSpaceStationAttitudeMeasurementBasedonBeiDouNavigationSatelliteSystem１２２ＺＨＡＯＳｉｈａｏ，ＨＵＡＮＧＣａｉ，ＱＩＸｉｎ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）A

4、bstract：ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｏｆｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｕｓｉｎｇＢｅｉＤｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ（ＢＤＳ），ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｆｉｒｓｔｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌＢＤＳｄｕｒｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｆｏｒｔｈｃｏｍｉｎｇＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆＢ

5、ＤＳｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎ．ＴｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒＢＤＳ-ｂａｓｅｄａｔｔｉｔｕｄｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｆｔｅｒａｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒｐｈａｓｅｂａｓｅｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌａｐｐｒｏａｃｈｏｆｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｔｈｒｅｅａｎｔｅｎ-ｎａｓｏｎｔｈｅｔｈｒｅｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｃａｂｉｎｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ

6、ｌｙｆｏｒａｔｔｉｔｕｄｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＢＤＳｃａｒｒｉｅｒｐｈａｓｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｓｃｈｅｍｅｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｅｏｎ-ｏｒｂｉｔａｔｔｉｔｕｄｅａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅ-ｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｅｒｒｏｒｓｏ

7、ｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄａｔ-ｔｉｔｕｄｅａｎｇｌｅｓｃｏｕｌｄｒｅａｃｈａｂｏｕｔ０畅０５°ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｗｏ１０ｍｌｅｖｅｌｂａｓｅｌｉｎｅｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｒｅｅＢＤＳｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｔｅｎｎａｓ，ａｎｄｉｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅｔｏｃｏｎｄｕｃｔｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔａｓｋｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｇｌｏｂａｌＢＤＳｒｅｃｅｉｖｅｒｓｐｒｏｖｉｄｅｄｐｒｏｐｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｃｏｍｍｕ-ｎｉｃａｔｉｏｎｃａｐ

8、ａｂｉｌｉｔｉｅｓ．Keywords：ｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎ；ＢｅｉＤｏｕｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔ