基于Fuzzy ART聚类的卫星在轨姿态监测系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2021年第12期北京时间：

作者：郑颖,张伟,靳新,于千贺

单位：沈阳工学院

摘要：针对传统卫星在轨姿态监测系统无法确定在轨姿态向量与正常向量匹配度，导致卫星在轨姿态角度监测结果不精准的问题，提出了基于Fuzzy ART聚类的卫星在轨姿态监测系统设计。设计系统硬件结构，根据GPS解算方位角和俯仰角，隔离载体扰动。使用MSP430微控制器内部集成数字/模拟信号转换器，统一CPU指令和寻址模式。通过读取指令代码，完成由指令代码指定操作。使用AS5145B磁角位置编码器，保证每个单元上都能产生磁铁场强，输出脉冲信号。通过双轴磁传感器HMC6352的电磁罗盘电路，找出卫星在轨姿态大致方向。利用Fuzzy ART聚类卫星在轨姿态监测数据，确定聚类中心，判定卫星在轨姿态向量与正常向量匹配度，根据匹配结果，开辟新的记忆节点，给出报警信息，完成姿态监测。实验结果表明，所设计卫星在轨姿态监测系统在轨道圈数为1圈时施加控制力矩，能够迅速使姿态达到稳定；轨道圈数为2圈时，z轴方向的俯仰角与实际三维角度相差1°，表明该系统对卫星在轨俯仰角和方位角的监测准确率较高。

关键词：Fuzzy ART聚类;卫星;在轨姿态;角度监测