李 烨，郁 丰，王群仰

（1. 航天恒星科技有限公司，北京 100086；2. 南京航空航天大学 航天学院，南京 210016）

立方星剩磁在轨辨识与主动补偿技术

李 烨1，郁 丰2，王群仰1

（1. 航天恒星科技有限公司，北京 100086；2. 南京航空航天大学 航天学院，南京 210016）

立方星的姿态测量与控制系统常采用磁测磁控结合偏置动量轮的方案，整星剩磁干扰力矩是影响姿态控制精度的重要因素之一。提出了一种利用磁强计实现剩磁矩在轨辨识与利用磁力矩器实现剩磁矩主动补偿的新方案：基于磁强计输出和卫星姿态动力学建立了剩磁矩在轨辨识模型，并利用采样滤波器（UKF）提高单磁强计条件下的辨识效果；把控制对象简化成线性定常系统，分析了剩磁干扰力矩对姿态的影响数学模型，并针对磁力矩器和磁强计分时工作的特点，基于叠加性原理提出了基于角速度的剩磁矩主动补偿算法。仿真研究表明，在1000 s内剩磁矩在轨辨识精度为0.001 A·m2量级，主动补偿后，偏航角、滚动角与俯仰角控制误差分别从4.3°、4.6°与2.1°均减少至0.4°以内。提出的方法为类似配置卫星减少剩磁干扰力矩的影响提供了一种新思路。

剩磁；姿态测量与控制系统；在轨辨识；剩磁补偿

立方星是一种质量与体积都极小的低成本卫星，大量采用商用器件，具有很高的功能密度，在国际上广泛应用于航天科学研究与大学教育[1-2]。随着技术的进步，近几年立方星已经呈现出实用化的趋势，如行星实验室公司研制的鸽群对地成像星座。立方星由于质量与功耗极其苛刻的限制，姿态测量与控制系统常选用能易于小型化的磁强计、偏置动量轮和磁力矩器作为星上的敏感器和执行机构，甚至将磁强计复用成定轨敏感器，以提高卫星的功能密度[3-4]。……