基于对偶四元数的编队微小卫星相对位姿测控研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 注释表 | 第13-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-25页 |
| 1.1 课题背景 | 第15-16页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第15页 |
| 1.1.2 课题研究的目的与意义 | 第15-16页 |
| 1.2 编队飞行卫星发展现状 | 第16-19页 |
| 1.2.1 编队飞行卫星国内外研究现状 | 第16-19页 |
| 1.2.2 对偶四元数的应用及国内外研究状况简介 | 第19页 |
| 1.3 课题相关研究综述 | 第19-23页 |
| 1.3.1 编队飞行卫星相对位姿描述 | 第19-20页 |
| 1.3.2 编队飞行卫星相对位姿测量 | 第20-22页 |
| 1.3.3 编队飞行卫星相对位姿控制 | 第22-23页 |
| 1.4 论文研究内容 | 第23-25页 |
| 第二章 编队飞行卫星相对运动模型 | 第25-38页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 坐标系定义 | 第25-26页 |
| 2.3 编队卫星相对轨道运动模型 | 第26-32页 |
| 2.3.1 轨道根数的描述 | 第26-27页 |
| 2.3.2 相对轨道运动学模型 | 第27-28页 |
| 2.3.3 相对轨道动力学模型 | 第28-32页 |
| 2.4 卫星姿态描述 | 第32-36页 |
| 2.4.1 方向余弦姿态描述 | 第32-33页 |
| 2.4.2 欧拉角姿态描述 | 第33-34页 |
| 2.4.3 四元数姿态描述 | 第34-36页 |
| 2.4.4 四元数与欧拉角的关系 | 第36页 |
| 2.5 姿态运动学及动力学模型 | 第36-37页 |
| 2.5.1 姿态运动学方程 | 第36-37页 |
| 2.5.2 姿态动力学方程 | 第37页 |
| 2.6 本章小结 | 第37-38页 |
| 第三章 基于对偶四元数的编队卫星相对位姿描述 | 第38-58页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 对偶数的概念及性质 | 第38-40页 |
| 3.3 对偶四元数 | 第40-43页 |
| 3.3.1 对偶四元数的基本性质 | 第40-41页 |
| 3.3.2 单位对偶四元数与坐标变换 | 第41-43页 |
| 3.3.3 四元数与对偶四元数的关系 | 第43页 |
| 3.4 四元数姿态更新算法 | 第43-45页 |
| 3.4.1 姿态更新方程 | 第43-44页 |
| 3.4.2 旋转向量的计算 | 第44-45页 |
| 3.5 对偶四元数位姿更新算法 | 第45-50页 |
| 3.5.1 位姿更新方程 | 第45页 |
| 3.5.2 螺旋向量的计算 | 第45-46页 |
| 3.5.3 螺旋向量位姿更新算法 | 第46-48页 |
| 3.5.4 与圆锥算法的比较 | 第48-50页 |
| 3.6 编队卫星运动学模型 | 第50-52页 |
| 3.6.1 编队卫星运动学建模 | 第50页 |
| 3.6.2 编队卫星位姿更新算法 | 第50-52页 |
| 3.7 仿真研究 | 第52-56页 |
| 3.8 本章小结 | 第56-58页 |
| 第四章 基于机器视觉的近距离编队相对位姿测量 | 第58-77页 |
| 4.1 引言 | 第58-59页 |
| 4.2 机器视觉测量基本原理 | 第59-62页 |
| 4.2.0 相机坐标系 | 第59-60页 |
| 4.2.1 单目视觉测量原理概述 | 第60-61页 |
| 4.2.2 双目视觉测量原理概述 | 第61-62页 |
| 4.3 基于特征点的相对位姿测量 | 第62-67页 |
| 4.3.1 相对误差建模 | 第62页 |
| 4.3.2 拉格朗日乘数法模型解算 | 第62-64页 |
| 4.3.3 仿真研究 | 第64-67页 |
| 4.4 基于特征线的单目视觉测量 | 第67-69页 |
| 4.4.1 单目视觉测量 | 第67-68页 |
| 4.4.2 特征线点 | 第68-69页 |
| 4.5 基于特征线的双目视觉测量 | 第69-76页 |
| 4.5.1 双目视觉测量 | 第69-70页 |
| 4.5.2 普吕克直线双目视觉建模 | 第70-71页 |
| 4.5.3 奇异值分解的模型解算 | 第71-72页 |
| 4.5.4 仿真研究 | 第72-76页 |
| 4.6 本章小结 | 第76-77页 |
| 第五章 编队卫星相对位姿控制 | 第77-99页 |
| 5.1 引言 | 第77页 |
| 5.2 对偶向量和旋量 | 第77-80页 |
| 5.2.1 对偶向量和旋量的概念 | 第77-78页 |
| 5.2.2 对偶向量和旋量在刚体中的应用 | 第78-80页 |
| 5.3 卫星动力学方程 | 第80-83页 |
| 5.3.1 单卫星位姿动力学方程 | 第80-81页 |
| 5.3.2 双星编队相对位姿动力学方程 | 第81-83页 |
| 5.4 主从式编队卫星相对位姿协同控制 | 第83-88页 |
| 5.4.1 变结构控制 | 第83-84页 |
| 5.4.2 控制律设计 | 第84-86页 |
| 5.4.3 仿真研究 | 第86-88页 |
| 5.5 多星编队位姿协同控制 | 第88-98页 |
| 5.5.1 多星编队对偶四元数模型 | 第89页 |
| 5.5.2 基本图谱理论 | 第89-90页 |
| 5.5.3 控制律设计 | 第90-92页 |
| 5.5.4 仿真研究 | 第92-98页 |
| 5.6 本章小结 | 第98-99页 |
| 第六章 编队飞行卫星半物理仿真平台 | 第99-109页 |
| 6.1 引言 | 第99页 |
| 6.2 平台设计 | 第99-104页 |
| 6.2.1 平台微小卫星系统 | 第100-101页 |
| 6.2.2 操作系统 | 第101-102页 |
| 6.2.3 平台软件架构 | 第102-104页 |
| 6.3 卫星管理系统 | 第104-106页 |
| 6.3.1 平台功能管理 | 第104-105页 |
| 6.3.2 姿轨控功能管理 | 第105-106页 |
| 6.3.3 运动学和动力学仿真管理 | 第106页 |
| 6.4 相机测量模块 | 第106-108页 |
| 6.5 系统显示 | 第108页 |
| 6.6 本章小结 | 第108-109页 |
| 第七章 总结和展望 | 第109-112页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第109-110页 |
| 7.2 进一步工作展望 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第124页 |
