本文以正在研制的某卫星的姿态确定系统设计为背景,从理论上较为全面的研究了三轴稳定卫星的姿态确定技术,建立了姿态敏感器的测量模型和姿态确定估计模型,并选用算例对所建模型进行了仿真。 应用卫星姿态动力学方程,建立了基于欧拉角描述的姿态确定估计模型。应用该估计模型,分别研究了在稳态控制期间,基于扩展卡尔曼滤波算法的“地平仪”单独定姿、“星敏感器”单独定姿、“地平仪和星敏感器”组合定姿、“星敏感器和陀螺”组合定姿、“地平仪和陀螺”组合定姿、“磁强计和陀螺”组合定姿等方案。研究了在初态速率阻尼阶段应用陀螺定姿的方案。 应用卫星姿态运动学方程,建立了基于欧拉角描述的姿态确定估计模型。应用该估计模型,研究了稳态控制期间基于扩展卡尔曼滤波算法的“星敏感器和陀螺”组合定姿的方案。 对这些姿态确定算法的算例进行仿真与分析,对各种算法进行了评估。仿真结果表明,这些算法具有较好的滤波稳定性和较快的收敛性,且具有较理想的定姿精度,能分别满足中等精度和高精度要求,在三轴稳定航天器姿态确定和自主导航中具有良好的应用前景。