空间飞行器加速度计在轨标定方法

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1、2016年第2期导弹与航天运载技术No.22016总第344期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.344文章编号：1004-7182(2016)02-0097-03DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160222空间飞行器加速度计在轨标定方法朱如意，李永远，孙光（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076）摘要：针对空间飞行器在轨段未采用SINS/GPS组合导航方案的情况，提出一种采用“零加速度”方法对加速度计进行标定的方案。利用空间飞行器在轨运行的微重力环境，通过对

2、加速度计测量值的分析和统计，对加速度计零偏误差进行估计。该标定方法简单，计算量小，且不需要其他辅助设备，完全自主标定，更适合于工程应用。关键词：空间飞行器；加速度计；在轨标定中图分类号：TJ765.3文献标识码：AOn-orbitCalibrationMethodofAccelerometerforSpaceVehicleZhuRu-yi,LiYong-yuan,SunGuang(R&DCenter,ChinaAcademyofVehicleTechnology,Beijing,100076)Abstract:According

3、totheconditionofnot-usingSINS/GPSintegratednavigationtechniqueonorbitforspacevehicle,acalibrationmethodofaccelerometerbasedon“zeroacceleration”isproposed.Usingthetiny-gravityenvironmentwherespacevehicleisundergoingonorbit,themeasuringresultofaccelerometerisanalyzed,a

4、ndstatisticalcalculationisapplied,astorealizethecalibrationofaccelerometerbias.Thecalibrationmethodissimple,computationalcomplexityissmall,andotheraided-equipmentisnotneeded,sothiscalibrationmethodiscompletelyindependence,whichismoreadaptedtoengineeringapplication.Ke

5、ywords:Spacevehicle,Accelerometer,On-orbitcalibration0引言上难实现。惯性器件在地面和空间飞行条件下的漂移率有很对空间飞行器在轨任务来说，加速度计在轨标定大差别，而且当受空间环境振动、辐照等影响时，其方法和飞行器在轨导航方案、在轨飞行任务阶段、空性能会退化，导致参数变化。加速度计作为惯性导航间环境、精度需求等多因素相关。若飞行器在轨飞行的核心器件，在轨标定是提高空间自主导航精度的一段采用了SINS/GPS组合导航方案，其导航滤波算法通[1]个重要手段。常可直接给出加速度计零偏误

6、差的估计值，因此可以对空间飞行器来说，在轨飞行段需要使用加速度不需要进行加速度计在轨标定。本文主要针对未采取计对轨控发动机产生的加速度进行测量，从而完成轨SINS/GPS组合导航方案情况，提出一种采用“零加速道预报和制导算法计算，因此对加速度计进行在轨标度”方法对加速度计进行标定的方案，该标定算法简定非常重要，直接关系到轨道控制的精度。单，不需要其他辅助设备，完全自主标定，更适合于国内外诸多学者对卫星等使用的加速度计标定提工程应用。[2]出了多种方法。目前对加速度计进行在轨标定的方法[3]有以下几种：用重力场模型反演加速度计参数

7、；利用1加速度计在轨标定方案[4]影响加速度计测量精度的误差因素很多，例如零引力标定加速度计；用轨道的精确数据推导加速度计的参数；根据发动机的推力来标定加速度计的参数；偏误差、随机噪声、比例因子误差、安装误差等。对[5]加速度计在轨标定算法的一般要求是：算法简单、计利用能量守恒方法进行标定；加速度计在轨参数校准[6]等。这些方法一般考虑同时标定加速度计零偏误差、算量小同时满足标定的精度要求。因条件限制，不可比例因子误差，存在较大的耦合性，且算法复杂；或能对所有误差因素都进行标定。为了简化分析，仅对者需要其他设备辅助、成本较高、精

8、度差，且在工程其中最重要的零偏误差进行标定，而其它项误差由于收稿日期：2015-05-19；修改日期：2015-10-23作者简介：朱如意（1985-），女，工程师，主要研究方向为导航、制导与控制98导弹与航天运载技术2016年在轨期间变化量不大而采用地面标定的