[發明專利]一種編隊飛行衛星間光學測距方法及計算機設備

有效

• 申請號: 202110796978.3
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113720298B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 徐明;和星吉;鄭亞茹;何艷超;楊志;于靈慧;白雪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

1.一種編隊飛行衛星間光學測距方法，其特征在于，包括：

設置基本參數，其中，所述基本參數包括地球引力系數、主星運行的軌道半徑、位于主星的攝像頭臨界半視場角、主星攝像頭的成像距離以及從星上的標注物體的第一長度；

根據星間通信計算初始時刻從星相對于主星的初始位置，根據CW方程以及初始位置計算任意時刻從星相對于主星的第一位置；

測量從星上的標注物體在主星上成像面所成像的第二長度，根據所述第二長度、所述第一位置、所述成像距離以及所述第一長度確定從星和主星之間的相對距離；其中，

根據CW方程以及初始位置計算任意時刻從星相對于主星的第一位置，包括：

通過如下公式計算所述第一位置：

其中，X_t表示第一位置；X₀表示初始位置；c()表示余弦函數；s()表示正弦函數；t_r表示任意時刻和初始時刻之差；

根據所述第二長度、所述第一位置、所述成像距離以及所述第一長度確定從星和主星之間的相對距離，包括：根據第一位置將主星自身上所搭載的相機成像中心對準從星；

通過如下公式計算從星和主星之間的相對距離：

其中，L_real表示從星和主星之間的相對距離；h_real表示第一長度；h_optical表示第二長度；d_optical表示所述成像距離；

根據軌道半徑對第一長度和第二長度進行歸一化；

根據地球引力系數和主星運行的軌道半徑確定角速度，根據所述角速度對初始時刻和任意時刻進行歸一化。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據星間通信計算初始時刻從星相對于主星的初始位置，包括：

構建第一坐標系，其中，所述第一坐標系是指主星軌道坐標系，主星軌道坐標系用于描述從星相對于主星運動的坐標系；

在所述第一坐標系下，根據星間通信計算初始時刻從星相對于主星的初始位置。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，構建第一坐標系，包括：

將主星質心作為第一坐標系的原點，將第一坐標系中xy平面與主星所對應的軌道平面重合；

設置第一坐標系中x軸方向為沿地球質心指向主星質心方向；z軸垂直xy平面，其方向與軌道動力量矩方向一致；根據右手法則確定y軸。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:

確定從星上的標注物體在主星上成像軸線與攝像頭成像中心之間的第一距離，根據所述第一距離以及所述成像距離計算所述第一位置與從星的真實位置的成像角度差所對應的第一正切值；

確定所述攝像頭臨界半視場角所對應的第二正切值，判斷所述第一正切值是否不小于所述第二正切值；

若是，則更新所述初始時刻和所述初始位置，根據更新后的初始時刻和初始位置重新進行下一時刻的測距。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述第一距離以及所述成像距離計算所述第一位置與從星的真實位置的成像角度差所對應的第一正切值，包括：

通過如下公式計算第一正切值：

其中，tanκ為第一正切值；k表示所述第一位置與從星的真實位置的成像角度差；δr_optical表示所述第一距離。

6.一種計算機設備，其特征在于，該計算機設備，包括：

存儲器，用于存儲至少一個處理器所執行的指令；

處理器，用于執行存儲器中存儲的指令執行如權利要求1～5任一項所述的方法。