磁强计数据辨识卫星自旋状态.pdf

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1、第35卷第3期2016年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．35No．3June2016引用格式：王安，张波，翟喜红，等．磁强计数据辨识卫星自旋状态EJ]．飞行器测控学报，2016，35(3)：207—211．WangAn，Zhangt30，ZhaiXihong，eta1．SatellitespinstatedeterminationusingmagnetometerdataEJ]．JournalofSpacecraftTTgLCTechnology，2016，

2、35(3)：207—211．磁强计数据辨识卫星自旋状态。王安，张波，翟喜红，王司晨(航天器在轨故障诊断与维修重点实验室·西安·710043)摘要：针对近地低轨三轴稳定卫星在轨管理后期，除磁强计外其他姿态敏感器都无效情况下的姿态异常问题，分析了三轴稳定卫星失去姿态基准后，星体自旋状态下三轴磁强计测量数据的特点，提出了使用磁强计测量数据的矢量信息，以找到能够获取卫星状态的方法，从而建立了磁强计测量矢量与卫星自旋轴的几何关系，给出了处于自旋状态下的卫星自旋轴确定方法。通过此种辨识方法，获得了某气象卫星姿态异常翻转状态下的自

3、旋矢量方向和自旋角速度，从而证明了该辨识方法快速、有效，可以作为姿态异常卫星自旋状态的辨识手段，为恢复卫星姿态提供了重要信息，具有一定的工程应用价值。关键词：三轴磁强计；自旋状态辨识；惯性定向；自旋轴；自旋矢量中图分类号：V448．22—1文献标志码：A文章编号：1674—5620(2016)03—0207—05DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2016—03—0207—05SatelliteSpinStateDeterminationUsingMagnetometerDataWANGAn，Z

4、HANGBo，ZHAIXihong，WANGSichen(KeyLaboratoryofSpacecraftIn—OrbitFaultDiagnosisandMaintenance，Xi’an710043)Abstract：Totrouble-shootattitudeabnormalitiesofIOWearthorbitthree-axisstabilizedsatellitewhenattitudesen—sorsareinvalidexceptthree-axismagnetometer，three-axis

5、magnetometerdatafeaturesofspinsatelliteareinvesti—gated，andtheuseofmagnetometerdatavectorinformationtofindaccessisproposedtosatelliteattitudestateafterthesatellitelostattitudereference．Thegeometricrelationshipbetweenthemagnetometermeasurementvectorandthesatelli

6、tespinaxisisestablishedandthemethodofspinaxisdeterminationisgiveninsatellitespinstate．Throughtheidentificationmethod，somemeteorologicalsatellitesabnormalrolloverstatespinaxisvectordirectionandspinangularvelocityareobtained．Itisprovedthattheidentificationmethodi

7、srapid，effectiveandcanbeusedasameanstoidentifyabnormalsatellitespinstate．Thealgorithmhasagoodengineeringapplicationprospectandisabeneficialexplorationforrestoringnormalattitudeofthethree-axisstabilizedsatellites．Keywords：three-axismagnetometer；recognitionofthes

8、pinstate；inertialorientation；spinaxis；spinvector0引言三轴磁强计是一种广泛应用于近地轨道卫星姿态确定与控制的矢量敏感器‘1。3]。虽然它容易受到飞行器上的剩磁或磁力矩器的影响‘“，但它具备了其他敏感器件无法比拟的优越性：可靠性高、质量轻、能耗低，可以工作在很宽的温度范围内，而且具有一定的精度水平[