● 摘要
当今卫星行业发展非常迅速，对成像和通信卫星的需求要求卫星对感兴趣的特定区域提供连续、准确的报道。就此而言, 为了访问目标地区，卫星轨道和姿态的确定和维护非常重要。卫星在空间中的路径称为卫星轨道，卫星的方向称为卫星姿态。由于地球的向心力和离心力，卫星围绕地球在封闭的椭圆路径即轨道运动；同时，由于空间环境有地球引力、太阳辐射压、月球引力、赤道隆起等干扰，因此卫星姿态不断变化。全球导航卫星系统(GNSS) 接收器非常适合并被广泛用于确定卫星在太空的位置，在近地球轨道 (LEO) ，它提供完整的位置速度时间 (PVT) 解决方案，因为它提供了从GNSS收到的连续的卫星导航信号，使得在位置精度在15米以内。另一方面，惯性导航系统(INS)可以用于卫星内部来确定姿态的变化。
换言之，GNSS接收器和惯性导航系统(INS)一起工作以确定卫星在几乎是真空的空间中的位置速度时间和姿态 (PVTA)。近年来，由于其低成本高效益和准确性，微机电系统(MEMS)惯性传感器被越来越多地应用。由于卫星始终在空间中运动，卫星在空间中的位置和姿态可以由天线安装在卫星外部的卫星内部的GPS接收机与惯性传感器确定。有几种获得卫星在空间中的姿态的技术，例如Li et al. (2012) 提出了由一个单一的GNSS天线和MEMS惯性传感器组成的一个姿态确定系统；Christian et al. (2013) 提出了一种多天线GNSS / MEMS姿态确定系统，比单天线系统取得了更好的结果。
本文提出了集成GPS和INS数据来确定卫星PVTA解决方案，尤其是姿态的确定。在MATLAB软件中使用15状态变量扩展卡尔曼滤波 (EKF) 算法，组合了经过预处理的有偏的GPS和INS的数据来估计位置、速度和姿态，同时，估计了陀螺仪和加速度计的偏差。
本文的目的是为未来巴基斯坦的卫星提供一个组合导航与低成本的位置和姿态的估计算法。
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