[發明專利]矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定系統及方法有效
| 申請號： | 201911060935.8 | 申請日： | 2019-11-01 |
| 公開（公告）號： | CN110849391B | 公開（公告）日： | 2021-07-13 |
| 發明（設計）人： | 趙艷彬;張祎;廖鶴;馬偉;孔祥龍;徐毅 | 申請（專利權）人： | 上海衛星工程研究所 |
| 主分類號： | G01C25/00 | 分類號： | G01C25/00 |
| 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： | 矢量 磁力 敏感 正交 安裝 矩陣 標定 系統 方法 | ||
1.一種矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定方法，其特征在于，該方法基于矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定系統，該方法包括如下步驟：
坐標系建立步驟：在晴朗的夜空且地磁場梯度1nT的外場試驗環境下，在無磁轉臺(3)建立地理坐標系；
轉換關系獲得步驟：通過地磁場監測磁強計(5)測量地理坐標系下的地磁矢量變化；通過標量磁力儀(7)測量地理坐標系下的標量變化ΔB；通過GPS接收機(8)和經緯儀(9)記錄試驗過程中試驗場地的時間和地理位置，獲得慣性坐標系到地理坐標系的轉換關系
初始步驟：以矢量磁力儀(1)的球心為中心，將被測件與無磁轉臺(3)臺面夾角調整到0°；
旋轉測量步驟：將無磁轉臺(3)繞z軸逆時針或者順時針以β角等間隔旋轉一周，逐點記錄矢量磁力儀(1)測量值為BVFC，記錄星敏感器(2)在慣性坐標系下的測量值為建立等式
角度調整測量步驟：以矢量磁力儀(1)的球心為旋轉軸心，被測件繞X軸在YOZ平面內逆時針或順時針等間隔旋轉，并重復旋轉測量步驟；
求解步驟：求解多次測量建立方程組：采用擬合方法進行地理坐標系下地磁場BGCS的數據處理，最終獲得矢量磁力儀(1)到星敏感器(2)的非正交安裝矩陣
所述矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定系統包括矢量磁力儀(1)、星敏感器(2)、無磁轉臺(3)、數據處理設備(4)、地磁場監測磁強計(5)、標量磁力儀(7)、GPS接收機(8)以及經緯儀(9)，其中：
矢量磁力儀(1)與星敏感器(2)共同構成被測件，被測件放置在無磁轉臺(3)上；
矢量磁力儀(1)的球心置于無磁轉臺(3)旋轉軸線上；保證試驗過程中星敏感器(2)至少有兩個可以同時觀星；
矢量磁力儀(1)和星敏感器(2)的輸出數據連接至數據處理設備(4)；
地磁場監測磁強計(5)、GPS接收機(8)以及經緯儀(9)均布置在無磁轉臺(3)周圍；
標量磁力儀(7)放置在無磁轉臺(3)上。
2.根據權利要求1所述的矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定方法，其特征在于，所述轉換關系獲得步驟包括：
已知格林威治恒星時t，以及當地經度λ、緯度地球角速度ωie，則慣性坐標系相對到地理坐標系的轉換關系為：
3.根據權利要求1所述的矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定方法，其特征在于，所述求解步驟包括：
已知格林威治恒星時t，以及當地經度λ、緯度φ，地球角速度ωie；
等式為需要計算的方程，其中：
是矢量磁力儀測得的地磁矢量；是地磁場監測磁強計測得的當地地磁場變化；BGCS是當地地理坐標系下的地磁場真值，視為常矢量；
通過旋轉矢量磁力儀與星敏感器的固聯平臺的方法，得到不同地磁場矢量方程，聯立方程組求解
4.根據權利要求1所述的矢量磁力儀與星敏感器非正交安裝矩陣標定方法，其特征在于，矢量磁力儀(1)安裝位置由監測系統(6)監測得到。
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