[發(fā)明專利]空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備及標(biāo)定系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811327074.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN109470269B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高原;張衛(wèi)華;鄭循江;毛曉楠;孫朔冬;葉志龍;周琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴

本發(fā)明涉及一種空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備及標(biāo)定系統(tǒng)。所述空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法包括：通過角度傳感器獲取機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角；在預(yù)定時(shí)間內(nèi)分別獲取星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)；根據(jù)獲取到的星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，獲取機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差；根據(jù)所獲取的轉(zhuǎn)角誤差對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定。本發(fā)明提供的標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備及標(biāo)定系統(tǒng)，通過星敏感器和載荷相機(jī)協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的精確標(biāo)定，同時(shí)，不需要增加額外的硬件，降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間標(biāo)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備及標(biāo)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前空間目標(biāo)測(cè)量是空間任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。近年來我國(guó)高穩(wěn)定、緊密跟蹤、對(duì)準(zhǔn)的需求日益迫切。隨著對(duì)空間目標(biāo)測(cè)量不斷提升的任務(wù)需求，促使對(duì)載荷相機(jī)精度的要求越來越高。星敏感器具有高精度，響應(yīng)快、高可靠和長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)，已成為衛(wèi)星定姿的重要部件，利用星敏感器配合載荷相機(jī)共同完成測(cè)量任務(wù)的初始光軸標(biāo)定和對(duì)準(zhǔn)工作，可以達(dá)到非常好的效果。

根據(jù)空間機(jī)構(gòu)的基于姿態(tài)信息的標(biāo)定算法，需要機(jī)構(gòu)內(nèi)外各一個(gè)星敏感器輸出姿態(tài)以供標(biāo)定。載荷相機(jī)安裝于機(jī)構(gòu)內(nèi)部，由于空間測(cè)量任務(wù)本身的任務(wù)特點(diǎn)，要求載荷相機(jī)具有高頻率、短曝光的特點(diǎn)，視場(chǎng)相比于星敏感器也小很多，也因其任務(wù)特點(diǎn)而具有較差的探測(cè)能力。種種因素限制了載荷相機(jī)完成星敏功能。因此需要對(duì)載荷相機(jī)進(jìn)行改造。

機(jī)構(gòu)角度誤差在軌標(biāo)定方法多樣，但是由于受載荷相機(jī)視場(chǎng)角和探測(cè)能力的限制，如何提供一種可靠且高效的標(biāo)定的方法用于空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法、標(biāo)定設(shè)備及標(biāo)定系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)安裝的相機(jī)載荷的光軸指向的精確校準(zhǔn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定方法，包括：通過角度傳感器獲取機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角；在預(yù)定時(shí)間內(nèi)分別獲取星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)；根據(jù)獲取到的星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，獲取機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差；根據(jù)所獲取的轉(zhuǎn)角誤差對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定。

在某些實(shí)施例中，所述根據(jù)獲取到的星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，獲取測(cè)量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差的步驟包括：

根據(jù)獲取到的星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，并利用姿態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系獲取姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣；

根據(jù)所述姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣獲取實(shí)際機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角；

根據(jù)獲取到的實(shí)際機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角與測(cè)量得到的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角獲取轉(zhuǎn)角誤差。

在某些實(shí)施例中，所述根據(jù)獲取到的星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，獲取測(cè)量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差的步驟包括：

獲得N次星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)；

根據(jù)所述N次星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)，分別獲取N個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差；

根據(jù)所述N個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差，獲取靜態(tài)的轉(zhuǎn)角誤差，以所述靜態(tài)的轉(zhuǎn)角誤差作為所述測(cè)量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差。

在某些實(shí)施例中，所述在預(yù)定時(shí)間內(nèi)分別獲取星敏感器姿態(tài)和載荷相機(jī)姿態(tài)的步驟包括：

基于空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的圖像多幀累積算法獲得星圖；

對(duì)獲取到的星圖進(jìn)行預(yù)定算法以獲得星敏感器姿態(tài)和/或載荷相機(jī)姿態(tài)。

在某些實(shí)施例中，通過質(zhì)心提取、全天識(shí)別和姿態(tài)解算的算法獲得星敏感器姿態(tài)和/或載荷相機(jī)姿態(tài)。

在某些實(shí)施例中，在進(jìn)行質(zhì)心提取之前，通過空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的圖像多幀累積算法進(jìn)行圖像信噪比的增強(qiáng)。

本發(fā)明還提供一種空間目標(biāo)測(cè)量機(jī)構(gòu)的標(biāo)定設(shè)備，包括：

角度傳感器，用于獲取機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角；