[發明專利]一種考慮地球橢率的多軸機動成像衛星偏航姿態控制方法

有效

• 申請號: 201410151646.X
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103941740A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 雷擁軍;田科豐;宗紅;王淑一;姚寧;劉潔;李明群;朱琦;李晶心;何海鋒;曹榮向
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明屬于衛星姿態控制領域，涉及一種衛星姿態機動過程中的偏航姿態控制方法。

背景技術

當衛星上的相機對地面目標遙感成像時，由于被攝的目標點和相機之間存在相對運動，造成目標點在相機像平面上所成的像不是靜止的，此現象稱為像移。像移將導致圖像質量退化，分辨率下降，因此必須對像移進行補償。像移補償過程涉及到兩個概念：偏流角和速高比。

偏流角是像移補償系統移動方向和像移速度方向之間的夾角。對于膠片式遙感衛星，通常采用機械像移補償方式，偏流角是膠片拉動方向和像移速度方向的夾角。對于TDICCD遙感衛星，采用電子學補償方法，偏流角是TDICCD列方向和像移速度方向的夾角。通過適當的方式（如衛星姿態偏航控制）旋轉像平面，使得像移補償系統移動方向和像移速度方向重合，這個過程稱為偏流角控制。

傳統偏流角的獲取方法一般是簡單的將地球視為一個理想球，且僅考慮了衛星具有側擺姿態時的偏流角計算問題，因此該偏流角獲取方法不適用于衛星兩軸同時機動的情況。同時，由于未考慮地球橢率的影響，在衛星姿態角較大時，偏流角的計算存在最大超過0.5度的計算誤差，已經不能滿足目前高精度衛星的控制使用需求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，針對衛星滾動、俯仰同時機動的情況，并考慮光學系統的光軸與視軸不重合的情況，提出了一種高精度的考慮地球橢率的多軸機動成像衛星偏航姿態控制方法。

本發明的技術解決方案是：一種考慮地球橢率的多軸機動成像衛星偏航姿態控制方法，步驟如下：

（1）獲取衛星的滾動角φ_t和俯仰角θ_t，同時獲取衛星上搭載的有效載荷光學系統的光軸與視軸之間的夾角Δθ_opt，由此得到衛星指向的姿態轉移矩陣C_mo，

Cmo=cos(θt+Δθopt)sin(θt+Δθopt)sin(φt)-sin(θt+Δθopt)cos(φt)0cos(φt)sin(φt)sin(θt+Δθopt)-cos(θt+Δθopt)sin(φt)cos(θt+Δθopt)cos(φt),]]>