中国空间科学技术 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (3): 120-130.doi: 10.16708/j.cnki.1000.758X.2025.0044
王子鸣1,黎明2,姚金铭3,齐超群1,张慧博4,*,张浩1
WANG Ziming1, LI Ming2, YAO Jinming3, QI Chaoqun1, ZHANG Huibo4,*, ZHANG Hao1
摘要: 受燃料消耗与结构热变形等因素的影响,空间引力波探测航天器的质量分布会发生变化,质心位置也会发生偏移,严重影响引力波探测精度。面向空间引力波探测航天器高精度质心测量的需求,提出一种基于周期性微小激励的航天器质心辨识方法。首先,构建了考虑空间非保守力、重力梯度力及推力器噪声影响的航天器动力学模型。然后,开展了基于空间惯性传感器与星敏感器测量数据的惯性张量辨识及基于推力器周期性微小激励输入方法研究,提出了基于周期微小激励与卡尔曼滤波理论的质心辨识方法。最后,进行了不同周期激励下的仿真模拟验证。仿真结果表明,在三角波形的力矩下,提出的方法能够在2.2×10-5 rad极小角度机动下实现2.14×10-6m的高精度质心辨识,从而降低星间链路重建成本,为维持空间引力波探测精度提供了技术途径。