[發明專利]線陣APS太陽敏感器中的兩軸角度確定方法

有效

• 申請號: 201310319829.3
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103411580A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 梁鶴;張建福;呂政欣;賈錦忠;莫亞男;余成武;何偉;孫建波;張韓笑
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及線陣APS太陽敏感器中的兩軸角度確定方法，屬于衛星控制分系統光學姿態敏感器技術領域。

背景技術

隨著我國航天事業的飛速發展,尤其是航天領域里的小衛星及微小衛星技術的迅速崛起,對高精度、低功耗、微重量的小型星上部件的需求十分迫切，產品性能的單一化也越來越難以滿足不同類型衛星平臺對太陽敏感器不同的要求。伴隨著微型空間探測器的發展，APS圖像傳感器同樣為國內光學敏感器走向高精度、低功耗、微重量提供了發展的契機。

目前基于APS圖像傳感器的太陽敏感器多以面陣APS太陽敏感器為主，在誤差補償算法中，多采用多項式擬合誤差曲線，進行誤差補償。但在系統誤差變化較大時，直接進行擬合曲線補償誤差效果往往欠佳。當測得角度不在補償曲線之上，位于補償表中相鄰的擬合曲線之間時，補償后仍會帶有一定誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供線陣APS太陽敏感器中的兩軸角度確定方法，該方法大大提高了線陣APS太陽敏感器的測角精度，使線陣APS太陽敏感器的測角精度從0.08°提升至0.02°，此外該方法適用于需誤差補償的高精度測量敏感器，且運算開銷小，效果顯著。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

線陣APS太陽敏感器中的兩軸角度確定方法，線陣APS太陽敏感器包括光縫玻璃和線陣APS圖像傳感器，其中光縫玻璃包括一條中央直縫S0和兩條斜縫S1、S2，兩條斜縫S1、S2分別位于中央直縫S0的兩側，具體包括如下步驟：

步驟（一）、計算太陽光矢量的兩軸姿態角α和β

（1）建立直角坐標系OXYZ，其中坐標原點O在線陣APS圖像傳感器中像元總長度的1/2處；X軸與APS光敏單元排列線重合，由零像元指向最大像元處；Y軸在線陣APS的光敏面內，Z軸通過右手法則定義；入射光矢量在YOZ面上的投影與Z軸之間的夾角為β；入射光在XOZ面上的投影與Z軸之間的夾角為α；

（2）利用公式（1）計算中央直縫S0的質心坐標，及斜縫S1或S2的質心坐標；

x0=b·Σi=mni·vi'Σi=mnvi'---(1)]]>

其中：

x₀為質心坐標；

b為線陣APS圖像傳感器相鄰兩個像元的中心距離；

i為像元序號，m為光斑的起始像元，n為光斑的終止像元；

v_i'為第i個像元經去背景處理后的輸出值；

（3）計算太陽光線矢量的兩軸姿態角β

tgβ=Δx1-Δxhtgγ---(2)]]>

或