基于CF-RSF算法的航天器姿态确定

李海君; 赵国荣

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于CF-RSF算法的航天器姿态确定

李海君, 赵国荣

文章导航 > 红外与激光工程 > 2014 > 43(10): 3439-3443

李海君, 赵国荣. 基于CF-RSF算法的航天器姿态确定[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3439-3443.

引用本文:

李海君, 赵国荣. 基于CF-RSF算法的航天器姿态确定[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3439-3443.

Li Haijun, Zhao Guorong. Spacecraft attitude determination based on CF-RSF algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3439-3443.

Citation:

Li Haijun, Zhao Guorong. Spacecraft attitude determination based on CF-RSF algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3439-3443.

基于CF-RSF算法的航天器姿态确定

1.
海军航空工程学院控制工程系,山东烟台 264001

基金项目:

国家自然科学基金(61473306)

详细信息

作者简介:
李海君(1978-),男,博士生,主要从事导航制导与控制方面的研究。Email:16529531@qq.com

中图分类号: V448.22

Spacecraft attitude determination based on CF-RSF algorithm

1.
Department of Control Engineering,Naval Aeronautical and Astronautical University,Yantai 264001,China

摘要: 针对复杂环境下航天器姿态确定系统中的模型和噪声不确定问题,提出一种基于求容积规则的风险敏感滤波(CF-RSF)的航天器姿态确定算法。该算法通过引入风险敏感算子来解决由于系统的不确定性而导致滤波器鲁棒性差,甚至发散的问题,并通过求容积规则来解决非线性积分问题。该方法不仅提高了滤波算法对系统不确定性问题的鲁棒性,而且一定程度上提高了滤波的精度,降低了滤波的计算复杂性。仿真结果表明了算法的有效性。
- 非线性估计 /
- 航天器姿态确定 /
- 风险敏感滤波 /
- 容积数值积分
Abstract: A method to estimate spacecraft attitude using Risk Sensitive Filter was presented based on Cubature Rules(CF-RSF). The objective was to solve the uncertain problem of system model and noise in complex condition. Introducing risk sensitive function, this scheme overcame the poor robustness and even divergence of filter caused by system uncertainty, and solved nonlinear integral problem using cubature rules. The filter accuracy and robustness on system uncertainty were both improved, and the computational complexity was decreased. The simulation shows that the developed algorithm is effective.
- nonlinear estimation /
- spacecraft attitude determination /
- risk sensitive filter /
- cubature integration

[1]	Lefferts E J, Markley F L, Shuster M D. Kalman filtering for spacecraft attitude estimation[J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 1982, 5(5): 417-429.
[2]
[3]	Crassidis J L, Markley F L. Unscented filtering for spacecraft attitude estimation [J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2003, 26(4): 536-542.
[4]
[5]
[6]	Crassidis J L, Markley F L. Predictive filter attitude estimation without rate sensors [J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 1997, 20: 522-527.
[7]
[8]	Oshman Y, Carmi A. Attitude estimation from vector observations using genetic-algorithm-embedded quaternion particle filter[J]. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2006, 29(4): 879-891.
[9]	Linares R, Kumar V, Singla P. Information theoretic space object data association methods using an adaptive gaussian sum filter[J]. Advances in the Astronautical Sciences, 2011, 140: 665-680.
[10]
[11]	Liu Rui, Wang Changhong, Li Baohua. Adaptive interactive multiple model and its application in INS/CNS integrated navigation system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(5): 843-847. (in Chinese)
[12]
[13]	Wang Wei, Xiang Zheng, Wang Guodong. Fiber optic gyroscope SINS/GNSS tight integrated navigation based on adaptive Kalman filter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(3): 686-691. (in Chinese)
[14]
[15]	Zhen W, Abhijit S, Peter W. Angle estimation for two unresolved targets with monopoles radar[J]. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems, 2004, 40(3): 998-1019.
[16]
[17]
[18]	Mu Jing, Cai Yuanli. Iterated cubature Kalman filter and its application[J]. Systems Engineering and Electronics, 2011, 33(7): 1454-1509. (in Chinese)
[19]
[20]	Thrun S, Langford J, Verma V. Risk Sensitive Particle Filters, in Advances in Neural Information Processing Systems 14 [M]. Cambridge: MIT Press, 2002: 372-381.
[21]	Li Peng, Song Shenmin. Unscented particle filter with risk sensitive function [J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2011, 42(1): 448-452. (in Chinese)

[1]	卢华东, 李佳伟, 靳丕铦, 苏静, 彭堃墀. 利用非线性损耗提升全固态单频激光器输出功率研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230592-1-20230592-12. doi: 10.3788/IRLA20230592
[2]	廖晶晶, 祝连庆, 宋言明, 辛璟焘, 吕峥. 基于双金属结构的光纤光栅温度不敏感滤波器 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220505-1-20220505-8. doi: 10.3788/IRLA20220505
[3]	郭婕, 闫东钰, 毕根毓, 丰傲然, 刘博文, 储玉喜, 宋有建, 胡明列. 色散管理光纤锁模激光器在近零色散域的非线性优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220226-1-20220226-7. doi: 10.3788/IRLA20220226
[4]	陈世琼. 基于非线性抗噪声估计的视觉显著性弱小目标检测 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210939-1-20210939-6. doi: 10.3788/IRLA20210939
[5]	郭波. 基于二维材料非线性效应的多波长超快激光器研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 103002-0103002(22). doi: 10.3788/IRLA201948.0103002
[6]	李斌, 蔡春龙, 孟祥涛. 基于组合滤波的光纤陀螺惯导/星敏感器组合导航算法 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217005-1217005(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1217005
[7]	李润敏, 宋有建, 师浩森, 戴雯, 李跃鹏, 武子铃, 田昊晨, 柴路, 胡明列. 全保偏非线性偏振环形镜锁模掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803006-0803006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0803006
[8]	杨敏珠, 邹曜璞, 张磊, 韩昌佩. 傅里叶变换光谱仪探测器非线性的影响及其校正方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1023001-1023001(7). doi: 10.3788/IRLA201790.1023001
[9]	杨帆, 宣益民, 韩玉阁. 航天器起伏表面的红外辐射特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504003-0504003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504003
[10]	付轶帆, 吴剑, 何宏辉. 偏振成像系统中的面阵CMOS传感器非线性校正 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 633001-0633001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0633001
[11]	康子建, 谷一英, 朱文武, 范峰, 胡晶晶, 赵明山. 利用DFB激光器非线性的高线性射频光传输链路 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 806004-0806004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0806004
[12]	柯熙政, 邓莉君. 半导体激光器的非线性失真特性及预失真补偿研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3204-3210.
[13]	危璋, 冯新喜, 刘钊, 刘欣. 自适应非线性GM-PHD滤波及在无源跟踪中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3076-3083.
[14]	李海超, 满益云. 基于非均匀同区域线性CCD成像的卫星姿态调整与非线性定标方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1370-1376.
[15]	曾占魁, 谷蔷薇, 曹喜滨. 基于正交Procrustes分析的航天器单目视觉相对位姿确定方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 113-118.
[16]	冯春, 吴洪涛, 陈柏. 基于多传感器融合的航天器间位姿参数估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1616-1622.
[17]	范哲, 张春熹, 牛燕雄, 孙绪印, 罗娜, 潘建业. 光电探测器非线性响应对相干激光多普勒测速仪的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2103-2107.
[18]	马鑫, 杨萱, 杨辰, 钱航, 郑龙飞. 太阳帆航天器姿态控制滚转轴稳定机设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 72-77.
[19]	左林, 杨爱英, 赖俊森, 孙雨南. 非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 57-62.
[20]	杨秀峰, 董凤娟, 童峥嵘, 曹晔. 利用非线性偏振旋转效应的可调谐多波长光纤激光器 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 53-57.

点击查看大图

计量

文章访问数: 252
HTML全文浏览量: 31
PDF下载量: 228
被引次数: 0

基于CF-RSF算法的航天器姿态确定

1. 海军航空工程学院控制工程系,山东烟台 264001

作者简介:
李海君(1978-),男,博士生,主要从事导航制导与控制方面的研究。Email:16529531@qq.com

收稿日期: 2014-02-11
修回日期: 2014-03-15
刊出日期: 2014-10-25

基金项目:

国家自然科学基金(61473306)

中图分类号: V448.22

关键词:

摘要: 针对复杂环境下航天器姿态确定系统中的模型和噪声不确定问题,提出一种基于求容积规则的风险敏感滤波(CF-RSF)的航天器姿态确定算法。该算法通过引入风险敏感算子来解决由于系统的不确定性而导致滤波器鲁棒性差,甚至发散的问题,并通过求容积规则来解决非线性积分问题。该方法不仅提高了滤波算法对系统不确定性问题的鲁棒性,而且一定程度上提高了滤波的精度,降低了滤波的计算复杂性。仿真结果表明了算法的有效性。