李明群，王淑一，董 筠

(1.北京控制工程研究所，北京 100190;2.空间智能控制技术重点实验室，北京 100190

卫星的姿态确定是卫星姿态控制系统中至关重要的环节［1-2］，近年来，随着磁强计逐渐在新一代小卫星中获得了应用，利用磁强计的测量进行姿态确定也成为一个研究热点.磁强计具有功耗小、质量轻、无运动部件、寿命长等特点，因此由磁强计组成的姿态确定系统具有很高的可靠性，可以大大提高卫星的寿命.

目前国内的研究主要集中在理论方面，本文利用某卫星的实际遥测数据，在国内首次进行了基于磁强计的姿态确定的地面试验，试验结果定姿精度优于0.25°，表明基于磁强计的姿态确定方案合理可行.

1 姿态确定原理

1.1 基本思路

目前地磁场已经有较好的数学模型，采用高斯球谐函数来描述地磁场，地磁场的强度和矢量是位置的函数，当确定了卫星的轨道，就可以求得地磁场矢量在轨道坐标系的分量(可记为Bo).而磁强计的测量值是地磁场矢量在卫星本体的坐标系的分量(可记为Bb)，理论上两者的关系应为

式中Cbo是卫星姿态方向余弦矩阵，这样就可以在磁强计测量值与卫星姿态运动学方程之间建立数学关系，再利用滤波算法即可得到卫星姿态角.

1.2 系统状态方程

以卫星姿态运动学方程为系统状态方程，系统状态取为 x= ［φ，θ，ψ，bx，by，bz］T，其中前3 个分量分别为卫星的三轴姿态角，后3个分量分别为陀螺常值漂移，则在三轴稳定的对地定向状态下，卫星的……