[發(fā)明專(zhuān)利]一種軌道短時(shí)失效情況下對(duì)地定向姿態(tài)的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810335798.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108820253B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)應(yīng)權(quán);李東;陸姍姍;李曉紅;吳子軼;張靜;萬(wàn)松;劉爽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/24
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/24
• 代理公司: 上海智晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅;李鏑的

1.一種軌道短時(shí)失效情況下對(duì)地定向姿態(tài)的計(jì)算方法，包括：

判斷軌道數(shù)據(jù)有效狀態(tài)；

當(dāng)軌道數(shù)據(jù)有效時(shí)，利用當(dāng)前時(shí)刻的軌道信息計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣，所述J2000系表示在歷元時(shí)刻2000-01-01 12:00:00.00TDB的地心慣性坐標(biāo)系；

當(dāng)軌道數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)，利用上一周期的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣和軌道角速度信息擬合計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣；以及

基于當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到衛(wèi)星本體系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣和陀螺測(cè)量角速度信息計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)軌道系的姿態(tài)角和姿態(tài)角速度。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用當(dāng)前時(shí)刻的軌道信息計(jì)算J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣的方法為：

uR_i·uV_i＝(uR_ixuV_ix+uR_iyuV_iy+uR_izuV_iz)

uR_i·uR_i＝(uR_ixuR_ix+uR_iyuR_iy+uR_izuR_iz)

其中為當(dāng)前時(shí)刻的軌道J2000系下位置矢量歸一化后的矢量，為當(dāng)前時(shí)刻的J2000速度矢量歸一化后的矢量，A_oi為當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用上一周期的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣和軌道角速度信息擬合計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣的方法包括：

獲取上一周期計(jì)算時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣；

基于已知的軌道角速度和時(shí)間計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻軌道坐標(biāo)系繞其Y軸的旋轉(zhuǎn)角；以及

計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于已知的軌道角速度和時(shí)間計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻軌道坐標(biāo)系繞其Y軸的旋轉(zhuǎn)角，也即為-ω₀*(T₁-T₀)，其中ω₀為已知近圓軌道衛(wèi)星的軌道角速度，T₀為上一周期計(jì)算時(shí)刻，T₁為當(dāng)前時(shí)刻。

5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣的計(jì)算方法為：

其中A_oi^T1為當(dāng)前計(jì)算時(shí)刻的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣，A_oi^T0為上一周期計(jì)算時(shí)刻的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣，ω₀為已知近圓軌道衛(wèi)星的軌道角速度，△T為當(dāng)前時(shí)刻與上一周期計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間差，且△T＝T1-T0。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣和陀螺測(cè)量信息計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)軌道系的姿態(tài)角和姿態(tài)角速度的計(jì)算方法為：

A_bo＝A_bi(A_oi)^T

ω_{bo_b}＝ω_{bi_b}-A_boω_{io_o}

其中，A_bo為當(dāng)前軌道系到本體系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣，A_bi為J2000系到本體系的姿態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣，A_oi為當(dāng)前時(shí)刻的J2000系到軌道系的轉(zhuǎn)化矩陣；ω_{bo_b}為當(dāng)前衛(wèi)星本體系相對(duì)軌道系的姿態(tài)角速度，在本體系中表示；ω_{bi_b}是衛(wèi)星本體系相對(duì)J2000系的姿態(tài)角速度；ω_{io_o}是J2000系相對(duì)軌道系的姿態(tài)角速度，在軌道系中表示。