[發明專利]一種基于星敏感器確定載體相對于地理坐標系姿態的方法

無效

• 申請號: 201110343373.5
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102426017A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 王海涌;陸婷婷;韓潮;武文卿
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于星敏感器確定載體相對于地理坐標系姿態的方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一：依靠精密計時和格林尼治恒星時精確公式，或直接利用GPS授時及電文解算方式，獲得測量時刻的春分點格林時角，從而求取從赤道慣性坐標系i系到WGS-84坐標系w系的轉換矩陣C_wi；

步驟二：由外界信息或定位測量設備獲得載體的精確地理坐標，求取從w系到地理坐標系t系的轉換矩陣C_tw；

步驟三：依靠星敏感器，獲得從i系到星敏感器坐標系s系的轉換矩陣C_si；

步驟四：上述三個步驟給出姿態信息后，解算得載體坐標系b系相對于t系的姿態矩陣其中C_sb為星敏感器的安裝矩陣。

2.根據權利要求1所述的一種基于星敏感器確定載體相對于地理坐標系姿態的方法，其特征在于：將自轉的地球作為一個大轉臺，自動化電算程序利用IERS(國際地球自轉和參考系服務)網站及USNO(United?States?Naval?Observatory，美國海軍天文臺)網站提供的參數，通過計時及時間制式轉換，得到格林尼治真恒星時GAST，即春分點格林時角GHA_Υ，格林尼治真恒星時GAST的求解公式一般形式為：

GAST=0.14506′′+θ+4611.5739966′′t+1.39667721′′t2]]>

-0.00009344′′t3+0.00001882′′t4+ΔψcosϵA]]>

-ΣkCk′sinαk-0.00000087′′tsinΩ]]>

二分差附加項中，累加項取33項，則具體形式為：

GAST=0.14506′′+θ+4611.5739966′′t+1.39667721′′t2]]>

-0.00009344′′t3+0.00001882′′t4+ΔψcosϵA]]>

-Σi=133(Ci1sinαi+Ci2cosαi)-0.00000087′′tsinΩ]]>

針對工程應用精度要求較低情況，為提高電算化程序計算速度，二分差附加項累加項可取更少的項數，或可以直接略去二分差附加項，則簡化形式為：

GAST＝0.14506″+θ+4611.5739966″t+1.39667721″t²

?????-0.00009344″t³+0.00001882″t⁴+Δψcosε_A

參數t為地球時TT的儒略世紀數，θ為地球自轉角，如下為θ的兩個常用公式形式：

θ＝2π(UT1Julian?day?fraction+0.779057273264+0.00273781191135448T_u)

θ＝2π(0.7790572732640+1.00273781191135448T_u)

或者，利用GPS授時功能及電文解算法得到GAST，則更為簡單，GPS導航電文中提供了一周開始時刻的格林尼治真恒星時GAST_w，則該周任意時刻的格林尼治真恒星時GAST＝GAST_w+ω_iet_oe，t_oe為一周開始時刻至測量時刻的累積原子時秒數；

最后得到從i系到w系的實時轉換矩陣C_wi，完成C_wi的實時精確解算。