[發(fā)明專(zhuān)利]星敏感器的三軸精度表述與測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210059546.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102607597A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢飛;孫婷;尤政
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

1.一種星敏感器的三軸精度表述與測(cè)量方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)實(shí)際拍攝時(shí)刻(T+Δt)和導(dǎo)航星在(T+Δt)時(shí)刻地固坐標(biāo)系(v_TRF)下的方向矢量獲得的最優(yōu)姿態(tài)矩陣(A_q(T+Δt))來(lái)確定星敏感器的三軸指向矢量p(T+Δt)：

2)將獲得的星敏感器三軸指向矢量p(T+Δt)用行向量表示為p(T+Δt)＝[px(T+Δt)，py(T+Δt)，pz(T+Δt)]并對(duì)每一個(gè)行向量進(jìn)行歸一化；

3)根據(jù)星敏感器三軸指向矢量的行向量，獲得星敏感器X軸、Y軸和Z軸的最優(yōu)矢量p_opt(T+Δt)，并對(duì)所述最優(yōu)矢量p_opt(T+Δt)的行向量進(jìn)行歸一化；

4)根據(jù)星敏感器三軸最優(yōu)指向矢量p_opt(T+Δt)和不同時(shí)刻(T+Δt_i)的三軸指向矢量p(T+Δt_i)，得到余弦矩陣C：

5)根據(jù)余弦矩陣C，進(jìn)一步獲得(T+Δt_i)時(shí)刻星敏感器三個(gè)最優(yōu)指向矢量與星敏感器X軸、Y軸和Z軸矢量各自的夾角(α_i，β_i，ε_i)：

其中α_i，β_i，ε_i均在?的范圍內(nèi)；

6)將α_i，β_i，ε_i統(tǒng)一用θ_i表示，σ由以下公式表示：

將α_i，β_i，ε_i分別代入式中θ_i以得到σ_X，σ_Y，σ_Z，并基于所獲得的σ_X，σ_Y，σ_Z作為所述星敏感器的精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸精度表述與測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟(1)進(jìn)?一步包括：

(11)將星敏感器固定在地球上，且使得星敏感器的滾轉(zhuǎn)軸指向天頂，所述星敏感器可輸入時(shí)間參數(shù)且存儲(chǔ)有導(dǎo)航星表和導(dǎo)航星的視運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

(12)向所述星敏感器輸入測(cè)試開(kāi)始時(shí)間相對(duì)于J2000.0時(shí)刻的當(dāng)前時(shí)刻(T)；

(13)根據(jù)星敏感器中的導(dǎo)航星在J2000.0坐標(biāo)系下的赤經(jīng)和赤緯(α，δ)以及在兩個(gè)方向上的視運(yùn)動(dòng)參數(shù)(α′，δ′)來(lái)確定導(dǎo)航星在當(dāng)前時(shí)刻(T)在J2000.0直角坐標(biāo)系下的方向矢量；

(14)將導(dǎo)航星在當(dāng)前時(shí)刻(T)在J2000.0直角坐標(biāo)系下的方向矢量轉(zhuǎn)換為歷元黃道坐標(biāo)系下的方向矢量；

(15)將歷元黃道坐標(biāo)系下的方向矢量轉(zhuǎn)變成當(dāng)前時(shí)刻(T)下的天球坐標(biāo)系下的方向矢量(v_CRFT)；以及

(16)根據(jù)實(shí)際拍攝時(shí)刻(T+Δt)將導(dǎo)航星在當(dāng)前時(shí)刻(T)從天球坐標(biāo)系下的方向矢量(v_CRFT)變到實(shí)際拍攝時(shí)刻(T+Δt)在地固坐標(biāo)系下的方向矢量(v_TRF)，并基于所述地固坐標(biāo)系下的方向矢量(v_TRF)，獲得所述星敏感器的最優(yōu)姿態(tài)矩陣(A_q(T+Δt))。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸精度表述與測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟(13)中，在所述當(dāng)前時(shí)刻(T)下，導(dǎo)航星在J2000.0直角坐標(biāo)系下的方向矢量(v_CRFJ2000)為：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸精度表述與測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟(14)中，歷元黃道坐標(biāo)系下的方向矢量(v_ERF)基于所述導(dǎo)航星在J2000.0直角坐標(biāo)系下的方向矢量(v_CRFJ2000)且將所述J2000.0坐標(biāo)系繞著所述J2000.0坐標(biāo)系的X軸逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)23°26′21″的變換之后獲得：

v_ERF＝R_x(23°26′21″)v_CRFJ2000。