[發明專利]一種基于空間轉換的星敏感器精度測試方法

有效

• 申請號: 201510917692.0
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105547327B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 李苗;馬雪陽;何益康;周靜靜;余維;謝任遠;周連文
• 申請（專利權）人: 上海新躍儀表廠
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種基于空間轉換的星敏感器精度測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據星敏感器數據Q(t_n)計算星敏感器的運動角速度ω，并利用外場觀星的數據，并對所得角速度ω進行平滑，得到星敏感器轉動角速度；

S2、將星敏感器以所得的角速度ω轉動的動態拍圖輸出的四元數數據Q(t_n)轉換為相對t₀時刻靜態拍圖的四元數數據Q(t_n-t₀)；

S3、根據所得的靜態拍圖的四元數數據Q(t_n-t₀)，通過矢量空間轉換，分別獲得星敏感器測量坐標系三軸單位矢量V_X＝(1,0,0)、V_Y＝(0,1,0)、V_Z＝(0,0,1)在J2000慣性系下的單位矢量V_XJ2000(t_n)、V_YJ2000(t_n)、V_ZJ2000(t_n)；

S4、分別計算J2000慣性系下單位矢量V_XJ2000(t_n)、V_YJ2000(t_n)、V_ZJ2000(t_n)的平均矢量

S5、以平均矢量作為星敏感器t₀時刻下三軸矢量在J2000系下的真實矢量，計算真實矢量與單位矢量之間的矢量夾角θ_X(t_n)、θ_Y(t_n)、θ_Z(t_n)，并根據矢量夾角θ_X(t_n)、θ_Y(t_n)、θ_Z(t_n)進行數據分析，對星敏感器精度進行測試。

2.根據權利要求1所述的基于空間轉換的星敏感器精度測試方法，其特征在于：所述星敏感器的運動角度ω通過以下公式計算：

式中：Q(t_n)為星敏感器數據，Δt_n＝t_n+1-t_n，ω＝(ω_x,ω_y,ω_z,0)，為四元數相乘。

3.根據權利要求1所述的基于空間轉換的星敏感器精度測試方法，其特征在于：所述步驟S2中將星敏感器四元數Q(t_n)轉換為t₀時刻的四元數Q(t_n-t₀)的計算公式為：

式中，ΔQ(t_n-t₀)轉換矩陣四元數，計算公式為：

ΔQ(t_n-t₀)＝Q(ω(t_n-t₀))

＝[ω_x/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)ω_y/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)ω_z/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)cos(||ω||(t_n-t₀)/2)]^T。

4.根據權利要求1所述的基于空間轉換的星敏感器精度測試方法，其特征在于：所述步驟S3中星敏感器測量坐標系三軸單位矢量在J2000慣性系下的矢量四元數計算公式如下：

以上矢量四元數的前三列即為每個軸的矢量表達式。