遥感卫星飞行控制系统设计1 卫星姿态控制模块组成2 转动惯量和地球自转角速度3 初始姿态和目标姿态4 欧拉角转四元数及四元数转欧拉角5 仿真6 绘图分析

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我是靠谱客的博主潇洒鞋子，这篇文章主要介绍遥感卫星飞行控制系统设计1 卫星姿态控制模块组成2 转动惯量和地球自转角速度3 初始姿态和目标姿态4 欧拉角转四元数及四元数转欧拉角5 仿真6 绘图分析，现在分享给大家，希望可以做个参考。

文章目录

1 卫星姿态控制模块组成
2 转动惯量和地球自转角速度
3 初始姿态和目标姿态
4 欧拉角转四元数及四元数转欧拉角
5 仿真
6 绘图分析

1 卫星姿态控制模块组成

其中执行机构为零动量反作用飞轮，此处略去；传感器测量部分也简化了，后续会补充基于EKF/UKF的星敏感器和陀螺组合的卫星姿态确定算法来代替图中的测量部分。
在这里插入图片描述

2 转动惯量和地球自转角速度

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	static const double Jx = 1.25;     
	static const double Jy = 9.65;      
	static const double Jz = 9.65;   
	static const double d2r = 3.1415926 / 180.0;
	static const double we = 2 * 3.1415926 / 5431.184;

3 初始姿态和目标姿态

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    double wx0 = 0.1 * d2r;                    // 角速度
    double wy0 = 0.1 * d2r;                    // 角速度
    double wz0 = 0.1 * d2r;                    // 角速度
    double roll0 = 10 * d2r;                   // 滚转角
    double pitch0 = 42.7 * d2r;                // 俯仰角
    double yaw0 = 5.6 * d2r;                   // 偏航角

    double roll1 = 5 * d2r;                  // 滚转角
    double pitch1 = 5 * d2r;                 // 俯仰角
    double yaw1 = 5 * d2r;                   // 偏航角

4 欧拉角转四元数及四元数转欧拉角

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    // 顺序：Z-Y-X yaw pitch roll 
    double q0 = cos(0.5 * roll0) * cos(0.5 * pitch0) * cos(0.5 * yaw0) + sin(0.5 * roll0) * sin(0.5 * pitch0) * sin(0.5 * yaw0);
    double q1 = sin(0.5 * roll0) * cos(0.5 * pitch0) * cos(0.5 * yaw0) - cos(0.5 * roll0) * sin(0.5 * pitch0) * sin(0.5 * yaw0);
    double q2 = cos(0.5 * roll0) * sin(0.5 * pitch0) * cos(0.5 * yaw0) + sin(0.5 * roll0) * cos(0.5 * pitch0) * sin(0.5 * yaw0);
    double q3 = cos(0.5 * roll0) * cos(0.5 * pitch0) * sin(0.5 * yaw0) - sin(0.5 * roll0) * sin(0.5 * pitch0) * cos(0.5 * yaw0);
    
     // 顺序：Z-Y-X yaw pitch roll
    double roll = atan2(2.0 * (q2 * q3 + q0 * q1), q0 * q0 - q1 * q1 - q2 * q2 + q3 * q3);
    double pitch = asin(-2.0 * (q1 * q3 - q0 * q2));
    double yaw = atan2(2.0 * (q1 * q2 + q0 * q3), q0 * q0 + q1 * q1 - q2 * q2 - q3 * q3);

5 仿真

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int main()
{
    Satellite satellite;
    satellite.Initialize(8, x0);
    satellite.SetTargetAttitude(roll1, pitch1, yaw1);
    while (satellite.gettime() <= 10)   satellite.OneStep(8, 0.01);   // 卫星仿真一步长
    return 0;
}