[發明專利]一種基于雙軸水平儀的單星定向方法有效
| 申請號： | 202111348637.6 | 申請日： | 2021-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN114111762B | 公開（公告）日： | 2023-06-06 |
| 發明（設計）人： | 熊琨;王春喜;唐聲權;沙春哲;姜蘇洋;劉莎;吳躍;王震;趙功偉;劉麗艷;王正捷 | 申請（專利權）人： | 北京航天計量測試技術研究所 |
| 主分類號： | G01C21/02 | 分類號： | G01C21/02;G01C1/02;G01C25/00 |
| 代理公司： | 北京理工大學專利中心 11120 | 代理人： | 劉西云 |
| 地址： | 100076 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 水平儀 定向 方法 | ||
1.一種基于雙軸水平儀的單星定向方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將星敏感器上的六面棱體任意兩個正交的側面分別記為第一側面和第二側面，并將矢量vright在準地平參考系Xn軸和Zn軸上的分量分別記為t4和t6，其中，矢量vright通過將第二側面的法向矢量繞準地平參考系Zn軸旋轉設定方位角后得到；
S2：按照如下公式計算t4和t6：
其中，α為星敏感器上的雙軸水平儀參考系Xs軸與六面棱體參考系X軸之間的夾角，和分別為雙軸水平儀在Xs和Ys軸上的測量示數，和分別為雙軸水平儀在Xs和Ys軸上的測量零偏；
S3：將單個天體在棱體參考系下的觀測矢量記為vPRI，并將星表中查詢得到的單個天體在慣性參考系的參考矢量記為vGND，且vGND與vPRI滿足如下關系：
Rz(θz)·Rx(θx)·Ry(θy)·vGND＝vPRI
其中，Ry(θy)、Rx(θx)、Rz(θz)分別表示參考矢量vGND繞棱體參考系的Y軸、X軸、Z軸旋轉方位角θy、俯仰角θx、滾轉角θz；
S4：根據t4和t6計算俯仰角θx與滾轉角θz：
S5：令vGND0＝Rx(-θx)·Rz(-θz)·vPRI，則有vGND＝Ry(-θy)·vGND0，再根據如下公式計算方位角θy，實現單星定向：
其中，[v1?v2?v3]Τ＝vGND，且v1～v3為vGND的三軸分量，[v4?v5?v6]Τ＝vGND0，且v4～v6為vGND0的三軸分量；
步驟S1中方位角的設定方法為：
將準地平系參考系的Xn軸定義為六面棱體參考系X軸在水平面的投影，Yn軸的定義滿足：在水平面上與Xn軸正交且使Zn軸滿足豎直向上的右手定則指向；
采用兩個經緯儀分別測量得到第一側面的法向俯仰角和第二側面的法向俯仰角則在準地平參考系下，第一側面的法向矢量vfront為：
其中，表示矢量[0?0?1]繞準地平參考系的Yn軸旋轉vf1、0、vf3分別為矢量vfront的三軸分量；
未經方位旋轉的第二側面的法向矢量為：
其中，表示矢量[0?0?1]繞準地平參考系的Yn軸旋轉vr1、0、vr3分別為矢量的三軸分量；
假設第二側面的法向矢量旋轉方位角后得到矢量vright，則有：
其中，為矢量[vr1?0?vr3]繞準地平參考系的Zn軸旋轉
根據兩個法向矢量的正交性質vfront⊥vright可得：
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