[發(fā)明專利]星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711459218.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108195403B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王炯琦;周海銀;陳彧赟;周萱影;矯媛媛;劉海波;何章鳴;侯博文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00;G01C21/02
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本發(fā)明涉及衛(wèi)星分析領(lǐng)域，尤其涉及星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量的全過程，挖掘星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量各誤差因素；分析所述各誤差因素對(duì)星敏感器姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，構(gòu)建各誤差因素模型；根據(jù)所述各誤差因素的精度影響機(jī)理，設(shè)計(jì)各誤差因素模型的參數(shù)空間；將所述各誤差因素、各誤差因素模型，結(jié)合所述參數(shù)空間，建立星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型。本發(fā)明充分考慮了星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度影響因素多、關(guān)系復(fù)雜且相互耦合的情況，實(shí)現(xiàn)了星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星分析領(lǐng)域，尤其涉及星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建方法及裝置。

背景技術(shù)

對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星是通過空間遙感器對(duì)地球陸地、大氣和海洋實(shí)施觀測(cè)的人造地球衛(wèi)星的總稱，包括測(cè)繪衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星等，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及地圖測(cè)繪、國土普查、城市規(guī)劃、地質(zhì)勘探、海洋管理、氣象預(yù)報(bào)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)以及軍事偵察、導(dǎo)彈預(yù)警和戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等多個(gè)方面。通過對(duì)地觀測(cè)獲取的信息是國家的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，對(duì)保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維護(hù)國家安全起著重要作用。

近些年來，用戶對(duì)高分辨率遙感信息的需求日益迫切，提高空間遙感器的分辨率是對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)未來發(fā)展的趨勢(shì)。我國已確立了實(shí)現(xiàn)高分辨率對(duì)地觀測(cè)的航天發(fā)展目標(biāo)，并正在開展研究高分辨率成像和高精度立體測(cè)繪的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。高分辨率成像和高精度立體測(cè)繪等設(shè)計(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要求高精度的衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量精度。高精度的姿態(tài)測(cè)量是實(shí)現(xiàn)高精度姿態(tài)確定與控制的基礎(chǔ)，衛(wèi)星高精度姿態(tài)確定與控制是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星超穩(wěn)定運(yùn)行及高精度指向的基礎(chǔ)，對(duì)保證衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)高分辨成像和高精度立體測(cè)繪等對(duì)地觀測(cè)性能具有重要意義。

星敏感器是目前航天應(yīng)用中測(cè)量精度最高的衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量敏感器。衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制精度要求的提高必然對(duì)姿態(tài)測(cè)量敏感器，尤其是星敏感器的要求也更高。星敏感器的精度、穩(wěn)定性等性能指標(biāo)越高，就越能滿足如高分辨率成像和高精度立體測(cè)繪等衛(wèi)星姿態(tài)控制的要求。但我國仍處于10角秒或幾十角秒(3σ)的量級(jí)。星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量要求達(dá)到優(yōu)于1角秒的精度，就意味著影響星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)精度的各個(gè)環(huán)節(jié)的誤差均要接近于零。

針對(duì)提高星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)精度的“軟處理”研究，當(dāng)前工作主要集中在細(xì)化星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量誤差模型，設(shè)計(jì)改進(jìn)的或新型的誤差校準(zhǔn)或在軌測(cè)試、標(biāo)定及補(bǔ)償算法以適應(yīng)不同的工作環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到高精度姿態(tài)測(cè)量要求，即國內(nèi)外的研究工作集中在“正問題”的研究。對(duì)于“反問題”——即達(dá)到設(shè)定的星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度指標(biāo)(如1角秒的精度指標(biāo))，對(duì)各個(gè)影響因素或體系的限制和邊界條件的分析研究工作尚未見到。對(duì)該“反問題”的研究，就是星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度指標(biāo)歸屬因子分析與評(píng)估，它有利于指導(dǎo)星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和誤差處理方法選擇，對(duì)姿態(tài)測(cè)量技術(shù)可以起到反饋?zhàn)饔谩?/p>

星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的獲取是精度分析與評(píng)估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度評(píng)估試驗(yàn)的基礎(chǔ)。所以，星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建是解決“反問題”的前提和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度影響因素多，關(guān)系復(fù)雜且相互耦合，使得精度綜合分析模型的構(gòu)建十分困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建方法及裝置，充分考慮了星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量精度影響因素多、關(guān)系復(fù)雜且相互耦合的情況，實(shí)現(xiàn)了星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建。

一方面，本發(fā)明提供的星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)綜合誤差模型的構(gòu)建方法，包括：

根據(jù)星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量的全過程，挖掘星敏感器在軌姿態(tài)測(cè)量各誤差因素；

分析各誤差因素對(duì)星敏感器姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，構(gòu)建各誤差因素模型；

根據(jù)各誤差因素的精度影響機(jī)理，設(shè)計(jì)各誤差因素模型的參數(shù)空間；