[發明專利]基于雙超平臺的姿態測量方法及系統有效
| 申請號： | 201910033212.2 | 申請日： | 2019-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN109781102B | 公開（公告）日： | 2020-10-09 |
| 發明（設計）人： | 張偉;周世宏;宋效正;鄭京良;王田野 | 申請（專利權）人： | 上海衛星工程研究所 |
| 主分類號： | G01C21/18 | 分類號： | G01C21/18;G01C21/20 |
| 代理公司： | 上海段和段律師事務所 31334 | 代理人： | 李佳俊;郭國中 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 平臺 姿態 測量方法 系統 | ||
1.一種基于雙超平臺的姿態測量方法，其特征在于，包括：
準靜態姿態測量步驟：將運動學特性引入姿態測量模型，利用雙超平臺進行準靜態姿態測量，獲取星敏感器的測量數據；
衛星的動力學方程為：
其中，為衛星的真實姿態角加速度，ω為衛星的真實姿態角速度，I為衛星的轉動慣量，T為干擾力矩；
動態測量誤差抑制步驟：基于被測對象的運動學特性，采用平滑濾波方法對星敏感器的測量數據進行動態測量誤差修正；
所述平滑濾波方法包括移動平均濾波方法和區間多項式擬合方法；
所述移動平均濾波方法包括表達式為：
k為離散采樣時刻，為k時刻的移動平均濾波結果，yk為k時刻的星敏感器測量結果，2N+1為總采樣個數；
所述區間多項式擬合方法采用二階多項式擬合；
所述移動平均濾波方法用于離線處理，所述區間多項式擬合方法用于在線實時處理；
分段多項式插值步驟：結合雙超平臺的動態特性，對星敏感器的測量數據按泰勒公式展開式求解，反演平滑濾波后姿態變化曲線，并進行分段多項式插值，獲取全時空內的測量結果；
所述分段多項式插值步驟具體包括：對所有的星敏感器的測量數據按時間順序劃分成多段數據，每段數據包含多個測量數據；對于每一段數據，將所有測量數據進行等效噪聲角修正和動態測量誤差修正；對修正后的測量數據進行二階多項式擬合，得到對應時間區域內的衛星姿態角與時間的變化關系。
2.一種基于雙超平臺的姿態測量系統，其特征在于，包括：
準靜態姿態測量模塊：將運動學特性引入姿態測量模型，利用雙超平臺進行準靜態姿態測量，獲取星敏感器的測量數據；
衛星的動力學方程為：
其中，為衛星的真實姿態角加速度，ω為衛星的真實姿態角速度，I為衛星的轉動慣量，T為干擾力矩；
動態測量誤差抑制模塊：基于被測對象的運動學特性，采用平滑濾波方法對星敏感器的測量數據進行動態測量誤差修正；
所述平滑濾波方法包括移動平均濾波方法和區間多項式擬合方法；
所述移動平均濾波方法包括表達式為：
k為離散采樣時刻，為k時刻的移動平均濾波結果，yk為k時刻的星敏感器測量結果，2N+1為總采樣個數；
所述區間多項式擬合方法采用二階多項式擬合；
所述移動平均濾波方法用于離線處理，所述區間多項式擬合方法用于在線實時處理；
分段多項式插值模塊：結合雙超平臺的動態特性，對星敏感器的測量數據按泰勒公式展開式求解，反演平滑濾波后姿態變化曲線，并進行分段多項式插值，獲取全時空內的測量結果；
所述分段多項式插值步驟具體包括：對所有的星敏感器的測量數據按時間順序劃分成多段數據，每段數據包含多個測量數據；對于每一段數據，將所有測量數據進行等效噪聲角修正和動態測量誤差修正；對修正后的測量數據進行二階多項式擬合，得到對應時間區域內的衛星姿態角與時間的變化關系。
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