[發明專利]一種火點敏感器經緯度測定方法

有效

• 申請號: 202111006872.5
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113739772B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 劉潔;張濤;陳超;周劍敏;烏日娜;鄧樓樓;程莉;劉彤;楊曉龍;王子寒
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;B64G1/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 孫建玲

1.一種火點敏感器火點經緯度測定方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)確定火點檢測敏感器在衛星的安裝矩陣和安裝位置；

(2)獲得敏感器輸出火點在敏感器基準鏡坐標系中的方位矢量u_p和火點時刻t_fire；

(3)衛星計算機存儲有衛星姿態數據，通過查表得到火點時刻的衛星姿態信息；

(4)根據火點時刻確定該時刻的衛星軌道位置、衛星從J2000慣性坐標系到衛星軌道坐標系的轉換矩陣、歲差章動矩陣以及格林尼治恒星時角；

(5)根據火點時刻的衛星軌道信息、衛星姿態信息、敏感器安裝信息、敏感器輸出的火點方位矢量信息，獲得地心指向地面火點的位置矢量信息；具體地：

(5.1)確定地心指向衛星質心的位置矢量其中，x_fire為衛星在J2000慣性坐標系下X軸方向的坐標，y_fire為衛星在J2000慣性坐標系下Y軸方向的坐標，z_fire為衛星在J2000慣性坐標系下Z軸方向的坐標；

(5.2)確定J2000慣性坐標系下衛星質心指向火點敏感器中心點的位置矢量

其中，C_{OI_fire}為衛星從J2000慣性坐標系到衛星軌道坐標系的轉換矩陣；C_{BO_fire}為火點時刻對應的衛星姿態矩陣；為敏感器基準鏡原點在衛星本體坐標系的坐標矢量；

(5.3)確定J2000慣性坐標系下地心指向火點敏感器中心點的位置矢量

(5.4)考慮地球為標準橢球，獲得J2000慣性坐標系下從火點敏感器中心點指向地面火點的位置矢量

u_o＝C_{BO_fire}^T·C_PBfire^T·u_p；

u_I＝C_{OI_fire}^T·u_o；

A＝1+d·u_I(3)²；

火點視線距離：

其中，C_PBfire為從敏感器的基準鏡坐標系Ox_ay_az_a到衛星本體坐標系的方向余弦矩陣；地球的半長軸：a_e＝6378.145；地球的半短軸：b_e＝6356.76，u_o、u_I、A、B、C、d均為臨時變量；

(5.5)確定J2000慣性坐標系下地心指向地面火點的位置矢量

(6)根據地心指向地面火點的位置矢量，獲得火點的地理經緯度信息。

2.根據權利要求1所述的一種火點敏感器火點經緯度測定方法，其特征在于，步驟(1)中，所述安裝矩陣為從敏感器基準鏡坐標系Ox_ay_az_a到衛星本體坐標系的方向余弦矩陣C_PBfire，所述安裝位置為敏感器基準鏡原點在衛星本體坐標系的坐標矢量其中，敏感器基準鏡坐標系定義為：基準鏡中心為坐標原點，敏感器光軸方向為+Z_a軸，基準鏡中心指向將敏感器固聯至星體的接插件的方向為+X_a軸，+Y_a軸與+X_a軸、+Z_a軸成右手直角坐標系。

3.根據權利要求1所述的一種火點敏感器火點經緯度測定方法，其特征在于，步驟(2)中，通過敏感器直接輸出的火點在敏感器基準鏡坐標系的方向矢量信息獲得敏感器輸出火點在敏感器基準鏡坐標系中的方位矢量u_p和火點時刻t_fire，所述敏感器直接輸出的火點在敏感器基準鏡坐標系的方向矢量信息包括火點方位矢量x、火點方位矢量y以及火點時刻t_fire。

4.根據權利要求1所述的一種火點敏感器火點經緯度測定方法，其特征在于，步驟(3)中，若火點時刻t_fire無對應衛星姿態數據，通過查表結合線性差值法獲得火點時刻t_fire對應的姿態矩陣C_{BO_fire}。