сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Сравнение алгоритмов определения ориентации космического аппарата на основе одномоментных измерений
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-1-89-97
Аннотация
Исследована задача определения ориентации космического аппарата по одномоментным измерениям. Представлен ряд алгоритмов определения ориентации космического аппарата по одномоментным измерениям различной физической природы: TRIAD, Optimized TRIAD, q-Method, QUEST, ESOQ, ESOQ2, SVD. Проанализированы следующие свойства алгоритмов, реализованных в математическом пакете MatLab: время работы, среднее значение и среднеквадратическое отклонение меры ошибки определения ориентации, количество операций с плавающей точкой.
Ключевые слова
космический аппарат,
ориентация,
алгоритм,
одномоментные измерения,
матрица поворота,
кватернион,
быстродействие,
точность,
вычисления с плавающей точкой
При поддержке: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-67-10007, https://rscf.ru/project/23-67-10007/
Об авторах
М. А. Пономарева
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (Самарский университет)
Россия
Россия
Мария Андреевна Пономарева — студентка, межвузовская кафедра космических исследований
Самара
А. В. Крамлих
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (Самарский университет)
Россия
Россия
Крамлих Андрей Васильевич — канд. техн. наук, доцент, межвузовская кафедра космических исследований
Самара
Список литературы
1. Mohd Zamri H., Amran A., Abu Hassan A. et al. Review on attitude estimation algorithm of attitude determination system // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Vol. 11, N 7. P.4455–4460.
2. Белоконов И. В., Тимбай И. А. Движение наноспутника относительно центра масс на околоземных орбитах: учеб. пос. Самара: Изд-во Самарского университета, 2020. 128 с.
3. Бранец В. Н., Шмыглевский И. П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. М.: Наука, 1973. 320 с.
4. Black H. D. A Passive System for Determining the Attitude of a Satellite // AIAA Journal. 1964. Vol. 2, N 7. P. 1350–1351.
5. Shuster M. D., Oh S. D. Three-Axis Attitude Determination from Vector Observations // Journal of Guidance and Control. 1981. Vol. 4, N 1. P. 70–77.
6. Markley F. L., Crassidis J. L. Fundamentals of Spacecraft Attitude Determination and Control. Microcosm Press and Springer, 2014.
7. Bar-Itzhack Y. I., Harman R. R. Optimized TRIAD algorithm for attitude determination // Collection of Technical papers (A96-34712 09-12). 1996. P. 422–427.
8. Wahba G. A. Least-squares estimate of satellite attitude // SIAM Review. 1965. Vol. 8, N 3. P. 384–386.
9. Davenport P. A vector approach to the algebra of rotations with applications // NASA TN D-4696. 1968.
10. Markley F. L., Mortari D. How to estimate attitude from vector observations // AAS 99-427, AAS/AIAA. Astrodynamics Specialist Conference. Girdwood, Alaska, 1999.
11. Hajiyev C., Soken H. E. Fault Tolerant Attitude Estimation for Small Satellites. CRC Press, 2021.
12. Shuster M. D. Approximate Algorithms for Fast Optimal Attitude Computation // AIAA Paper 78-1249, AlAA. Guidance and Control Conference. Palo Alto, 7–9 August 1978.
13. Mortari D. ESOQ: A closed-form solution of the Wahba problem // Journal of Astronautical Sciences. 1997. Vol. 45, N 2. P. 195–205.
14. Mortari D. ESOQ2 Single-Point Algorithm for Fast Optimal Attitude Determination // Paper AAS 97–167, AAS/ AIAA. Space Flight Mechanics Meeting. Huntsville, 10–12 February 1997.
15. Markley F. L. Attitude Determination Using Vector Observations and the Singular Value Decomposition // Journal of the Astronautical Sciences. 1988. Vol. 36, N 3. P. 245–258.
16. Counting the Floating Point Operations (FLOPS) [Электронный ресурс]: <https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/50608-counting-the-floating-point-operations-flops>. (дата обращения 22.05.2024).
Рецензия
Для цитирования:
Пономарева М.А., Крамлих А.В. Сравнение алгоритмов определения ориентации космического аппарата на основе одномоментных измерений. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2025;68(1):89-97. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-1-89-97
For citation:
Ponomareva M.A., Kramlikh A.V. Comparison of algorithms for determining a space vehicle orientation based on one-time measurements. Journal of Instrument Engineering. 2025;68(1):89-97. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2025-68-1-89-97
Просмотров:
25
Послать статью по эл. почте 