胡真坚, 鲜勇, 冯杰, 雷刚

(第二炮兵工程学院 603教研室, 陕西 西安 710025)

绳系网捕系统的定位与测姿方法研究

胡真坚, 鲜勇, 冯杰, 雷刚

(第二炮兵工程学院 603教研室, 陕西 西安 710025)

基于双目视觉原理,建立了空间目标的三维坐标计算模型,利用安装在捕获端的摄像头对主星进行观测，建立了捕获端定姿方法。仿真算例验证了所提方法能够以较高的测量精度实现定位和测姿,可以满足绳系卫星捕获端的姿态确定精度需求。

绳系卫星系统; 双目视觉; 定位; 测姿

引言

绳系卫星系统(Tethered Satellite System, TSS)是指由两颗或两颗以上的卫星通过系绳相连所构成的系统。该系统具有广阔的应用前景,如太空发电、人工重力、变轨飞行、处理太空垃圾以及大气层的研究等[1-3]。目前有大量的学者对其控制方法进行了研究[4-7],这些研究均是基于系绳参数精确已知的情况下开展的,而在实际工程应用中,要想实现捕获端实时精细控制,必须掌握捕获端的位置和姿态信息等参数。李强[8]针对应力控制和速率控制方式,对珠式模型和不考虑系绳质量和形状特性的简化模型的动力学特性进行了仿真分析。仿真结果表明,无论采取何种控制方式,都会存在-10°～+10°的面内角,且变化并不规律。目前主要存在以下两个问题:(1)绳系卫星系统的系绳存在面内、外角,将影响子星的姿态;(2)子星在释放过程中由于存在干扰,将引起姿态的变化。因此,捕获端实时参数的获得变得尤为重要。

T S Denney Jr[9]和M E Greene[10]考虑了以三轴张力……