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航天器姿态传感器融合与估计

共计 30 章节
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01
课程导入与姿态描述基础
目标=航天器姿态定义 · 参考坐标系 · 方向余弦矩阵
课程导入姿态描述基础
02
姿态运动学与动力学入门
目标=姿态运动学方程 · 四元数微分方程 · 刚体姿态动力学方程
姿态运动学动力学入门
03
姿态传感器体系概览
目标=星敏感器 · 太阳敏感器 · 磁强计
姿态传感器体系概…目标=星敏感器
04
陀螺仪测量模型与误差分析
目标=陀螺仪标度因数 · 零偏 · 随机游走
陀螺仪测量模型误差分析
05
星敏感器与矢量观测模型
目标=星敏感器定姿原理 · 矢量观测方程 · 视场与星图识别简介
星敏感器矢量观测模型
06
磁强计与太阳敏感器建模
目标=地磁场与太阳矢量参考模型 · 测量方程 · 轨道位置影响及误差补偿方法
磁强计太阳敏感器建模
07
姿态确定问题描述
目标=从多传感器观测到姿态估计的数学… · 包括静态姿态确定与动态姿态估计的区别…
姿态确定问题描述目标=从多传感器…
08
静态姿态确定算法
目标=TRIAD · q-method · QUEST等矢量定姿方法
静态姿态确定算法TRIAD
09
最小二乘与Wahba问题
目标=Wahba损失函数 · 奇异值分解求解 · 最优姿态矩阵计算
Wahba最小二乘
10
卡尔曼滤波基础回顾
目标=线性卡尔曼滤波 · 状态空间模型 · 预测与更新步骤
卡尔曼滤波基础回…目标=线性卡尔曼…
11
扩展卡尔曼滤波在姿态估计中的应用
目标=四元数误差状态建模 · 线性化过程 · 雅可比矩阵推导
扩展卡尔曼滤波姿态估计
12
误差四元数与乘性滤波
目标=乘性扩展卡尔曼滤波 · 误差状态定义 · 四元数归一化约束处理
误差四元数乘性滤波
13
无迹卡尔曼滤波姿态估计
目标=UT变换 · Sigma点生成 · 四元数无迹滤波实现
无迹卡尔曼滤波姿…UT
14
粒子滤波与姿态估计
目标=粒子滤波原理 · 重要性采样 · 四元数粒子表示
粒子滤波姿态估计
15
陀螺与星敏感器融合实战
目标=构建EKF/UKF融合框架 · 处理星敏感器低频输出与陀螺高频积分 · 完成姿态确定仿真
陀螺星敏感器融合实战
16
陀螺与磁强计融合实战
目标=针对近地轨道航天器 · 设计磁强计辅助陀螺的滤波方案 · 分析磁干扰与轨道位置影响
陀螺磁强计融合实战
17
太阳敏感器与陀螺融合实战
目标=利用太阳矢量观测修正陀螺漂移 · 实现低成本姿态估计 · 讨论阴影区与视场限制
太阳敏感器陀螺融合实战
18
多传感器联邦滤波与信息融合
目标=联邦卡尔曼滤波结构 · 信息分配原则 · 子滤波器设计
多传感器联邦滤波信息融合
19
传感器故障检测与隔离
目标=残差卡方检验 · 故障检测逻辑 · 隔离与重构策略
传感器故障检测隔离
20
姿态估计中的可观性分析
目标=基于观测矩阵与李导数分析系统可… · 理解不同传感器组合对姿态与陀螺零偏的…
姿态估计可观性分析
21
陀螺零偏在线标定与补偿
目标=将零偏增广至状态向量 · 设计滤波估计与补偿策略 · 提升长时间姿态估计精度
陀螺零偏线标定
22
安装误差与标定参数估计
目标=传感器安装矩阵 · 非正交误差建模 · 通过滤波或批处理估计标定参数
安装误差标定参数估计
23
姿态估计中的时间同步与延迟处理
目标=多传感器采样时间对齐 · 延迟补偿 · 插值与外推方法
姿态估计时间同步
24
鲁棒滤波与自适应估计
目标=H∞滤波 · 自适应卡尔曼滤波 · 变分贝叶斯方法
鲁棒滤波自适应估计
25
姿态估计的数值仿真与验证
目标=搭建Simulink/Pyth… · 生成轨迹与传感器数据 · 评估RMSE
姿态估计的数值仿…验证
26
半物理仿真与实验测试
目标=利用转台 · 星模拟器 · 磁模拟器进行半物理实验
半物理仿真实验测试
27
在轨数据复盘与算法调参
目标=基于真实遥测数据 · 分析滤波参数 · 噪声协方差
轨数据复盘算法调参
28
深度学习辅助姿态估计
目标=神经网络用于传感器误差建模 · 故障检测或直接姿态回归 · 讨论其与滤波融合的混合架构
深度学习辅助姿态…目标=神经网络用…
29
多航天器协同姿态估计
目标=编队飞行中相对姿态估计 · 信息共享与分布式滤波 · 扩展传感器融合的应用场景
多航天器协同姿态…目标=编队飞行
30
课程综合项目
目标=给定航天器任务与传感器配置 · 完成从建模 · 滤波设计
课程综合项目目标=给定航天器…