[發(fā)明專利]一種確定衛(wèi)星星敏感器數(shù)據(jù)曝光時刻的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210519815.1
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103017736A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周中澤;黨紀紅;杜建偉;索旭華;陳朝暉;葛瑩;王晶;李振松;劉建軍;劉新彥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C21/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種星敏感器，特別是一種高軌道衛(wèi)星用星敏感器的通訊與數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

星敏感器是目前衛(wèi)星應(yīng)用中精度最高的姿態(tài)測量部件。到目前為止，星敏感器在中低軌道衛(wèi)星中已有較為廣泛的應(yīng)用。星敏感器姿態(tài)測量的高精度，一方面取決于星敏感器本身的測量精度，一方面取決于衛(wèi)星姿態(tài)計算方法的精度。由于星敏感器的定姿主要依賴于鏡頭曝光成像的星圖信息，因此，星上計算機與星敏感器通訊過程中取到的姿態(tài)數(shù)據(jù)必然對應(yīng)的是當前時間之前某一刻的姿態(tài)，該時間即是圖像曝光的中心時刻，該時間與當前時間的差值，是決定星敏感器定姿精度的重要因素。

對于中低軌道衛(wèi)星而言，為精確計算該時間差，一般都采用額外的外部時間基準，如采用GPS作為星敏感器的同步時鐘基準，或者增加外部中斷記錄同步時間。

但是對與高軌道衛(wèi)星應(yīng)用而言，一方面目前高軌道衛(wèi)星還沒有使用GPS，更談不上利用GPS秒脈沖；另一方面，高軌道衛(wèi)星中斷較多，如果再使用PPS脈沖中斷，將會使高軌道衛(wèi)星的時序邏輯復(fù)雜化，不利于軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及時序分析。

因此對于高軌道衛(wèi)星，如何精確獲取星敏感器曝光時刻與當前時間的時間差以提高星敏感器的定姿精度成為了一個難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種確定衛(wèi)星星敏感器數(shù)據(jù)曝光時刻的方法，該方法簡單、計算精度高，通過充分利用星上現(xiàn)有資源，在不增加星上硬件的情況下，不通過中斷即可精確的獲取星敏感器數(shù)據(jù)的曝光時刻。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種確定衛(wèi)星星敏感器數(shù)據(jù)曝光時刻的方法，步驟如下：

(1)在星載計算機上通過軟件將硬件計數(shù)器配置成為脈沖發(fā)生器，間隔時間T產(chǎn)生PPS脈沖，PPS脈沖發(fā)送給星敏感器作為星敏感器的同步脈沖信號；在星載計算機的每個控制周期，硬件計數(shù)器的計數(shù)值從初始固定值開始遞減，計數(shù)的時間間隔為T；

(2)為星敏感器配置一個初始值為0的PPS計數(shù)器，星敏感器每接收到一個PPS脈沖，PPS計數(shù)器的計數(shù)值加1；

(3)星載計算機在每一個控制周期內(nèi)與星敏感器通訊，獲取來自星敏感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)；當在控制周期內(nèi)接收到星敏感器的一組姿態(tài)數(shù)據(jù)時，星載計算機獲取脈沖發(fā)生器的當前計數(shù)值、當前的絕對星時時刻Ta、PPS計數(shù)器的當前計數(shù)值以及該組姿態(tài)數(shù)據(jù)的曝光時刻與對應(yīng)的PPS秒脈沖的時間間隔datation，并計t_pps＝Ta-(脈沖發(fā)生器的初始值-脈沖發(fā)生器的當前計數(shù)值)；

(4)判斷當前控制周期獲取的姿態(tài)數(shù)據(jù)包中的PPS脈沖計數(shù)值與上一個控制周期獲取的姿態(tài)數(shù)據(jù)包中的PPS脈沖計數(shù)值是否相等，如果不相等則計算得到當前周期星敏感器姿態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光時間為tb＝t_pps+datation；如果相等則該組姿態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光時間無法確定，記錄當前獲取的姿態(tài)數(shù)據(jù)包中的PPS脈沖計數(shù)值后，返回步驟(3)確定下一組姿態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光時間。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明方法解決了高軌道衛(wèi)星在星敏感器定姿計算中的星敏感器數(shù)據(jù)曝光時刻的確定問題。傳統(tǒng)中低軌衛(wèi)星在進行星敏姿態(tài)計算一般采用額外的外部時間基準，如采用GPS秒脈沖作為星敏感器的同步時鐘基準，或者增加外部中斷記錄同步時間。本發(fā)明方法可以在不額外增加星載計算機硬件，利用星載計算機現(xiàn)有的硬件計數(shù)器進行計數(shù)，并經(jīng)過簡單的計算即可確定出星敏感器數(shù)據(jù)的曝光時刻。

本發(fā)明方法已經(jīng)在我國高軌道衛(wèi)星上成功應(yīng)用，遙測結(jié)果顯示衛(wèi)星姿態(tài)控制正常、星敏感器遙測及定姿數(shù)據(jù)無誤、星敏感器已正常引入該高軌道衛(wèi)星的自主定軌過程中，充分表明該方法的有效性。

本發(fā)明方法可以推廣應(yīng)用于所有要求具備星敏感器的高軌道衛(wèi)星。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發(fā)明方法的流程圖，其主要步驟如下：

(1)首先在星載計算機初始化中，軟件通過將現(xiàn)有的硬件計數(shù)器配置成為脈沖發(fā)生器，計數(shù)時間值遞減操作且減至0后自動裝載，定時產(chǎn)生PPS脈沖，并發(fā)送給星敏感器，時間間隔依據(jù)實際要求配置為T，作為星敏感器的同步脈沖信號，該脈沖信號將作為星敏感器輸出datation的時間依據(jù)。硬件計數(shù)器的配置方式，請參考INTEL系列芯片82C54的操作手冊。