[發明專利]一種敏捷衛星非沿跡曲線成像的姿態軌跡規劃方法有效
| 申請號： | 202010794121.3 | 申請日： | 2020-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN112208795B | 公開（公告）日： | 2021-11-02 |
| 發明（設計）人： | 范國偉;張劉;章家保;王文華;朱楊;張帆;宋瑩;趙寰宇 | 申請（專利權）人： | 吉林大學 |
| 主分類號： | G06F30/00 | 分類號： | G06F30/00;G05D1/08;B64G1/24 |
| 代理公司： | 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633 | 代理人： | 劉慧宇 |
| 地址： | 130012 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 敏捷 衛星 非沿跡 曲線 成像 姿態 軌跡 規劃 方法 | ||
1.一種敏捷衛星非沿跡曲線成像的姿態軌跡規劃方法，其特征是：該方法由以下步驟實現：
步驟一、根據地面非沿跡曲線條帶中若干成像特征目標點Targeti的地理位置及衛星運行的軌道，分別確定衛星對若干成像特征目標點的成像時刻Ti及對應成像時刻的衛星星下點位置Pi，所述i＝1,2,...,n；
步驟二、利用成像特征目標點Targeti地理位置及確定的成像時刻Ti及星下點位置Pi對應的衛星在軌位置，根據空間幾何與坐標變化原理，分別計算衛星搭載的光學載荷對成像特征目標點精確指向時對應的滾動軸和俯仰軸姿態角
步驟三、根據光學載荷探測器的推掃方向與成像特征目標點Targeti所在地面曲線的切線方向保持一致的原則，分別計算對若干成像特征目標點Targeti成像時對應的偏航軸姿態角(ψi)O；
步驟四、根據若干成像特征目標點Targeti成像時相對于軌道系的三軸姿態角離散序列再根據衛星成像時對應的在軌位置，獲得對若干成像特征目標點Targeti成像時衛星相對于慣性系的姿態四元數離散序列(q0i,q1i,q2i,q3i)I；
步驟五、根據若干成像特征目標點Targeti，沿其所在地面曲線切線方向，選取距離為di的輔助點Targetid，并計算所述輔助點Targetid成像時衛星相對于慣性系的姿態四元數離散序列(q0id,q1id,q2id,q3id)I；
步驟六、根據步驟四獲得的成像特征目標點Targeti的姿態四元數離散序列(q0i,q1i,q2i,q3i)I，步驟五獲得的輔助點Targetid的姿態四元數離散序列(q0id,q1id,q2id,q3id)I以及兩次成像時刻的時間差，通過四元數差分計算姿態角速度wiI，并將所述姿態角速度wiI作為對成像特征目標點Targeti成像的姿態角速度；
步驟七、建立評價成像過程中衛星姿態機動能量最優的目標函數J；以剛體衛星的連續時間姿態動力學及運動學模型、非沿跡地面曲線的若干成像目標點Targeti精確指向的姿態四元數(q0i,q1i,q2i,q3i)I及姿態角速度wiI為約束，構建優化目標函數J的約束優化控制問題；
步驟八、對步驟七建立的約束優化控制問題，采用Legendre偽譜法將建立的連續時間約束優化控制問題轉化為離散時間約束優化控制問題，通過求解及插值擬合，獲得對非沿跡地面條帶連續成像的期望姿態qd(t)和姿態角速度wd(t)。
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