基于对偶四元数的编队微小卫星相对位、姿测控研究

项目名称： 基于对偶四元数的编队微小卫星相对位、姿测控研究

项目编号： No.60974107

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王惠南

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 29万元

中文摘要： 本项目是针对微小卫星编队飞行，探寻微小卫星相对位、姿测控的全新技术。本项目在国内外首次以对偶四元数为数学工具，将姿态动力学中所涉及到角速度和速度、力和力矩以及动量和动量矩用三个对偶四元数将其统一起来，使得力学模型变得简洁，达到减小卫星编队控制系统复杂度目的。此外，通过使用对偶四元数建立了不同卫星坐标系与惯性坐标系之间的坐标变换关系，进一步将姿态与轨道信息统一处理，可优化系统模型，明显减少计算量。在建立编队卫星力学模型的基础上，将深入研究三种基于对偶四元数的轨道和姿态确定算法，并进一步研究探索轨道和姿态耦合控制律和设计相应的控制器，同时，在理论研究的基础上进行仿真实验来验证本项目的理论研究成果。本项目的成功研究不仅可充分挖掘小卫星有限的星载资源，而且可为相关领域（空间站位姿测控、机器人测控和视觉导航）提供理论和技术支持，具有重要的科学意义和实际应用价值。

中文关键词： 对偶四元数；卫星编队；相对姿态/位置确定；信息一致耦合控制；视觉导航

英文摘要：

英文关键词： Dual-quaternion；Satellite formation flying；determination of relative posi；Information Consensus couple c；View navigation