[發明專利]基于日地月集成敏感器脈沖數據的衛星高精度自主導航方法

無效

• 申請號: 201110005239.4
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102162731A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 荊武興;李茂登;黃翔宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02;G01C21/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于日地月集成敏感器脈沖數據的衛星高精度自主導航方法，其特征在于它步驟如下：

步驟一：由地球紅外雙圓錐掃描式敏感器和兩個扇形狹縫視場的掃描日月敏感器組成的導航敏感器向導航計算機提供脈沖數據；

步驟二：根據脈沖數據進行三個天體的方位確定：確定地心方向矢量在測量坐標系下的坐標E_SE、日心方向矢量在測量坐標系下的坐標S_S|SE和月心方向矢量在測量坐標系下的坐標M_S|SE，以及地心距r；

步驟三：由地心方向矢量在測量坐標系下的坐標E_SE、日心方向矢量在測量坐標系下的坐標S_S|SE和月心方向矢量在測量坐標系下的坐標M_S|SE計算出日心方向矢量和地心方向矢量的內積，以及月心方向矢量和地心方向矢量的內積：

步驟四：進行雙矢量粗定姿，定義三個兩兩正交的矢量如下：

v₁：r_m×r_s/|r_m×r_s|

v₂：r_m/|r_m|?????????????????????????(1)

v₃：v₁×v₂

其中，r_m為星月矢量，r_s為星日矢量；所述的星月矢量r_m和星日矢量r_s在慣性坐標系下的表示由地月矢量、地日矢量近似得到，而地月矢量和地日矢量可以由星歷得到；設v₁、v₂、v₃在慣性坐標系下的表示為E₁，E₂，E₃，在測量坐標系下的表示為e₁，e₂，e₃，則慣性坐標系到測量坐標系的旋轉矩陣：

R_SEI＝[e₁，e₂，e₃][E₁，E₂，E₃]^-1????(2)

步驟五：導航初始化，初始位置粗略估計用下式計算：

r₀＝-rR_ISEE_SE???????????????????????(3)

其中，由公式(2)得到；初始速度粗略估計則有兩個相鄰時刻的位置做近似差分得到；

步驟六：采用最小二乘導航算法進行粗導航運算得到導航結果；

步驟七：利用步驟六中的粗導航的導航結果，修正星月矢量r_m的值，從而得到修正后的星月矢量r_m修完成了月球方位的精細化；

步驟八：進行雙矢量精定姿，星月矢量r_m在慣性坐標系下的表示由上一步產生的修正后的星月矢量r_m修替代，星日矢量r_s不變，定義三個兩兩正交的矢量如下：

v₁′：r_m修×r_s/|r_m修×r_s|

v₂′：r_m修/|r_m修|

v₃′：v₁×v₂

設v₁′、v₂′、v₃′在慣性系下的表示為E₁′，E₂′，E₃′，在本體坐標系下的表示為e₁′，e₂′，e₃′也是可求的；則修正的雙矢量定姿的慣性坐標系到測量坐標系的旋轉矩陣：

R_SEI′＝[e₁′，e₂′，e₃′][E₁′，E₂′，E₃′]^-1????(4)

步驟九：考慮地球扁率基于步驟八中修正的雙矢量定姿的慣性坐標系到測量坐標系的旋轉矩陣R_SEI′修正地心距r和地心方位矢量E_SE，得到修正后的地心距r_修和修正后的地心方位矢量E_SE修；

步驟十：采用最小二乘導航算法進行精導航運算得到最終的導航結果。