[發明專利]一種基于星敏的地平儀系統誤差在線補償的方法

有效

• 申請號: 201310266392.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103323031A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 葉立軍;謝挺;修艷紅;豐保民;朱虹;向坤;萬海音;孫錦花;徐峰;季誠勝;徐亞娟;張艷召;王蕊
• 申請（專利權）人: 上海新躍儀表廠
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔

技術領域

本發明涉及一種衛星姿態確定方法，具體涉及一種基于星敏的地平儀系統誤差在線補償的方法。

背景技術

地平儀和星敏（衛星敏感器）都是衛星常用的姿態敏感器件，地平儀姿態解算精度低，但原理簡單，飛行經歷長，使用可靠；星敏姿態解算較為復雜，解算姿態還需要軌道信息，抗雜光干擾能力不強，對衛星角速度也有一定要求，但其測量精度高，還能出三軸姿態信息，所以近年來已經普遍成為衛星穩態時的姿態基準。

地平儀的姿態以地球大氣輻射層的形狀為參照，因此引入了兩大模型誤差：地球扁率和大氣輻射帶。這兩項誤差不作修正帶來的地平儀測量誤差最大會超過2度。必須修正。地球扁率模型是固定的，能夠在軌實時修正。但大氣輻射帶模型是變化的，目前沒有準確的可信的模型，所以不能在星載軟件中直接用數學模型加入大氣輻射帶誤差修正項。沒有準確的數學模型，可以用實測的統計模型?；谀Ｐ驼`差是每軌周期變化的特點，自然的想法是根據實測的標準姿態和地平儀姿態的差值來得到一個修正插值表，以此來對地平儀姿態根據軌道幅角來補償。

傳統的利用星敏修正地平儀系統誤差的方式是，將軌道平均離散成若干個點，形成一個修正插值表，每個點對應修正插值表的一個元素。在計算當前點修正值時，取當時刻的插值表前后數據，利用插值的方式計算當前修正值。修正插值表是地面數據處理后得到，通過上注方式賦值給修正表的各個元素。

傳統地平儀系統誤差補償方式原理簡單，算法實現也比較容易，經歷過若干次在軌考核驗證，但是也存在一些比較致命的弱點：

大氣輻射帶并不是一成不變的，是隨時間緩慢變化的，所以，地面上注的插值表的時效性是有限的，補償精度較低，而且往往每個月都需要重新上注，如果對精度要求高，則上注頻率更高，耗費大量人力物力資源。

發明內容

本發明提供一種基于星敏的地平儀系統誤差在線補償的方法，以星敏姿態為基準，實時自主計算出紅外地平儀的系統誤差并進行補償，減輕了地面上注修正表的壓力，提高紅外地平儀及其相關姿態基準的定姿精度。

為實現上述目的，本發明提供一種基于星敏的地平儀系統誤差在線補償的方法，其特點是，該方法包含以下步驟：

步驟1、判斷星敏和地平儀是否均可用，若是，則跳轉到步驟2，若否，則跳轉到步驟9，本節拍地平儀補償表更新程序；

步驟2、計算軌道鐘OrbitT與軌道上修正點之間的間隔時間L的比值K，求出其整數部分及小數部分：

K=?OrbitT?/?L（K為整數）；????????????????(1)

K_整=?K的整數部分；

K_小=?K的小數部分；

步驟3、判斷是否0≦K_整≦N，且K_小等于0，若是，則跳轉到步驟4，若否，則跳轉到步驟9；

步驟4、將地平儀滾動姿態及俯仰姿態與相應的星敏姿態做差，作為修正量；

gd_in?=?gd_in?-?xm_gd；???????????????????(2)

fy_in?=?fy_in?-?xm_fy；????????????????????(3)

其中，xm_gd為星敏當前節拍解算的滾動姿態，是地平儀姿態補償的基準；xm_fy為星敏當前節拍解算的俯仰姿態，是地平儀姿態補償的基準；

gd_in為償后的地平儀滾動姿態與星敏滾動姿態之差，只有當K_小等于0時才會更新；fy_in為償后的地平儀俯仰姿態與星敏俯仰姿態之差，只有當K_小等于0時才會更新；

步驟5、利用地平儀滾動姿態修正量gd_in及俯仰姿態修正量fy_in，將其與原來補償表中的數據加權求和，得到新的補償表數據：

Block_gd[K_整]=Block_gd[K_整]+?k_gd*(gd_in)；?????????(4)

Block_fy[K_整]=Block_fy[K_整]+?k_fy*(fy_in)；??????????(5)

式（4）中，k_gd為滾動地平儀補償表補償系數，0<=k_gd<=1，可由地面上注更改；

式（5）中，k_fy為俯仰地平儀補償表補償系數，0<=k_fy<=1，可由地面上注更改；

Block_gd[K_整]為滾動補償值，滾動地平儀系統誤差補償表第K_整個元素，只有當K_小=0時才會更新；

Block_fy[K_整]為俯仰補償值，俯仰地平儀系統誤差補償表第K_整個元素，只有當K_小=0時才會更新；

步驟6、將Block_gd與Block_fy限幅；