基于雙星敏感器的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法及定姿誤差分析方法，它涉及一種衛(wèi)星姿態(tài)確定方法及定姿誤差分析方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)為解決現(xiàn)有繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差大并且目前沒(méi)有對(duì)該定姿誤差的分析方法的問(wèn)題。方案一、根據(jù)兩個(gè)星敏感器的測(cè)量輸出計(jì)算各自光軸矢量在慣性系的分量和由各個(gè)星敏的安裝矩陣計(jì)算各自光軸矢量在本體系的分量計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)于慣性系的姿態(tài)，并對(duì)該姿態(tài)矩陣進(jìn)行單位正交化處理；方案二、將未進(jìn)行單位正交化的衛(wèi)星姿態(tài)矩陣中的定姿誤差陣C*分離；根據(jù)星敏安裝矩陣計(jì)算定姿誤差矩陣C*的表達(dá)式；求取經(jīng)過(guò)單位正交化后的衛(wèi)星定姿誤差矩陣ΔC。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法及定姿誤差分析方法用于衛(wèi)星姿態(tài)確定及定姿誤差分析。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種衛(wèi)星姿態(tài)確定方法以及對(duì)該定姿的誤差分析方法。
技術(shù)介紹
在各個(gè)種類(lèi)的衛(wèi)星姿態(tài)敏感器中，星敏感器的測(cè)量信息最為準(zhǔn)確，隨著人類(lèi)對(duì)太空的進(jìn)一步探索，對(duì)衛(wèi)星的定姿與控制精度提出更高的要求，因此，星敏感器在衛(wèi)星姿態(tài)確定系統(tǒng)中的使用越來(lái)越多。星敏感器能夠提供星敏測(cè)量坐標(biāo)系相對(duì)于慣性系的三軸姿態(tài)，但是，在星敏感器提供的三軸測(cè)量信息中，繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差往往很大，繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差是其它方向的數(shù)倍，因此如何通過(guò)兩個(gè)或三個(gè)星敏感器進(jìn)行聯(lián)合定姿來(lái)提高定姿精度是很有意義的；另外，如何根據(jù)定姿精度反向推出所需要的星敏精度是可以 使得測(cè)量元件的配置完全由任務(wù)需求決定。綜上，現(xiàn)有的星敏感器提供的三軸測(cè)量信息中，繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差大并且目前沒(méi)有對(duì)該定姿誤差的分析方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)為解決現(xiàn)有繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差大并且目前沒(méi)有對(duì)該定姿誤差的分析方法的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種。本專(zhuān)利技術(shù)為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是技術(shù)方案一所述基于雙星敏感器的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法是由以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、根據(jù)兩個(gè)星敏感器的測(cè)量輸出計(jì)算各自光軸矢量在慣性系的分量吃和K，并利用所計(jì)算的光軸矢量在慣性系的分量進(jìn)行叉乘得到另一個(gè)矢量乾，其具體過(guò)程如下光軸矢量在慣性系的分量和光軸矢量在慣性系的分量積如下T^=CiJi J^=CJX(I)其中與超分別為星敏感器A與星敏感器B的光軸矢量在各自測(cè)量系下的分量，兩個(gè)分量表達(dá)式均為τ (二為星敏感器A輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器A測(cè)量系的姿態(tài)矩陣G力星敏感器B輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器B測(cè)量系的姿態(tài)矩陣，見(jiàn)公式(2)所示Cll = ClbChlCl ,Cl=CibCmCl(2)式中CbA為星敏感器A的安裝矩陣，CbB為星敏感器B的安裝矩陣，Cib為實(shí)際慣性系相對(duì)于本體系的姿態(tài)矩陣為星敏感器a輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器a測(cè)量系的姿態(tài)矩陣，C;為星敏感器B輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器B測(cè)量系的姿態(tài)矩陣；式中C1I，C〗分別為星敏A與星敏B的測(cè)量噪聲矩陣，星敏A與星敏B的測(cè)量噪聲矩陣具體表達(dá)式分別為權(quán)利要求1.一種基于雙星敏感器的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法，其特征在于所述衛(wèi)星姿態(tài)確定方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)的 步驟一、根據(jù)兩個(gè)星敏感器的測(cè)量輸出計(jì)算各自光軸矢量在慣性系的分量￡1和芯，并利用所計(jì)算的光軸矢量在慣性系的分量進(jìn)行叉乘得到另一個(gè)矢量/ ，其具體過(guò)程如下光軸矢量在慣性系的分量和光軸矢量在慣性系的分量積如下2.基于雙星敏感器的衛(wèi)星姿態(tài)的誤差分析方法，其特征在于所述衛(wèi)星姿態(tài)的誤差分析方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)的 步驟一、將未進(jìn)行單位正交化的衛(wèi)星姿態(tài)矩陣C；.中的定姿誤差陣Cf分離 根據(jù)各個(gè)姿態(tài)矩陣的關(guān)系可得全文摘要，它涉及一種衛(wèi)星姿態(tài)確定方法及定姿誤差分析方法。本專(zhuān)利技術(shù)為解決現(xiàn)有繞星敏光軸方向的測(cè)量誤差大并且目前沒(méi)有對(duì)該定姿誤差的分析方法的問(wèn)題。方案一、根據(jù)兩個(gè)星敏感器的測(cè)量輸出計(jì)算各自光軸矢量在慣性系的分量和由各個(gè)星敏的安裝矩陣計(jì)算各自光軸矢量在本體系的分量計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)于慣性系的姿態(tài)，并對(duì)該姿態(tài)矩陣進(jìn)行單位正交化處理；方案二、將未進(jìn)行單位正交化的衛(wèi)星姿態(tài)矩陣中的定姿誤差陣C*分離；根據(jù)星敏安裝矩陣計(jì)算定姿誤差矩陣C*的表達(dá)式；求取經(jīng)過(guò)單位正交化后的衛(wèi)星定姿誤差矩陣ΔC。本專(zhuān)利技術(shù)的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法及定姿誤差分析方法用于衛(wèi)星姿態(tài)確定及定姿誤差分析。文檔編號(hào)G01C21/02GK102865866SQ201210404220公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日專(zhuān)利技術(shù)者耿云海, 侯志立, 張春陽(yáng), 李誠(chéng)良 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于雙星敏感器的衛(wèi)星姿態(tài)確定方法，其特征在于所述衛(wèi)星姿態(tài)確定方法由以下步驟實(shí)現(xiàn)的：步驟一、根據(jù)兩個(gè)星敏感器的測(cè)量輸出計(jì)算各自光軸矢量在慣性系的分量和并利用所計(jì)算的光軸矢量在慣性系的分量進(jìn)行叉乘得到另一個(gè)矢量其具體過(guò)程如下：光軸矢量在慣性系的分量和光軸矢量在慣性系的分量積如下：LAi*=CiA*LAA,LBi*=CiB*LBB,LCi*=LAi*×LBi*---(1)其中與分別為星敏感器A與星敏感器B的光軸矢量在各自測(cè)量系下的分量，兩個(gè)分量表達(dá)式均為[0，0，1]T；為星敏感器A輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器A測(cè)量系的姿態(tài)矩陣，為星敏感器B輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器B測(cè)量系的姿態(tài)矩陣，見(jiàn)公式(2)所示：CiA*=CibCbACA*,CiB*=CibCbBCB*---(2)式中CbA為星敏感器A的安裝矩陣，CbB為星敏感器B的安裝矩陣，Cib為實(shí)際慣性系相對(duì)于本體系的姿態(tài)矩陣；為星敏感器A輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器A測(cè)量系的姿態(tài)矩陣，為星敏感器B輸出的慣性系相對(duì)于星敏感器B測(cè)量系的姿態(tài)矩陣；式中分別為星敏A與星敏B的測(cè)量噪聲矩陣，星敏A與星敏B的測(cè)量噪聲矩陣具體表達(dá)式分別為：其中ΔθA、為A敏感器在垂直各自光軸方向的測(cè)量誤差，ΔθB、為B敏感器在垂直各自光軸方向的測(cè)量誤差，ΔψA為A敏感器繞各自光軸方向的測(cè)量誤差，ΔψB為B敏感器繞各自光軸方向的測(cè)量誤差，上述(1)、(2)、(3)式中，含有上標(biāo)*表示由星敏測(cè)量獲得，即含有噪聲；不含上標(biāo)*表示真實(shí)量；步驟二、由各個(gè)星敏的安裝矩陣計(jì)算各自光軸矢量在本體系的分量并利用進(jìn)行叉乘得到另一個(gè)矢量其具體過(guò)程如下：根據(jù)星敏安裝矩陣CbA，CbB可得光軸矢量在本體系的分量和光軸矢量在本體系的分量積：LAb=CbALAA,LBb=CbBLBB,LCb=LAb×LBb---(4)其中CbA為星敏感器A的安裝矩陣，CbB為星敏感器B的安裝矩陣；與分別為星敏感器A與星敏感器B的光軸矢量在各自測(cè)量系下的分量；步驟三、計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)于慣性系的姿態(tài)，并對(duì)該姿態(tài)矩陣進(jìn)行單位正交化處理，具體過(guò)程如下：步驟三一、構(gòu)造矩陣：令L3×3b=LAbLBbLCb,L3×3i*=LAi*LBi*LCi*,步驟三二、計(jì)算衛(wèi)星本體系相對(duì)于慣性系的姿態(tài)矩陣，具體表達(dá)式為Cbi*=L3×3b(L3×3i*)-1---(5)將步驟一得到的和步驟二得到的代入衛(wèi)星本體系相對(duì)于慣性系的姿態(tài)矩陣中；步驟三三、利用最小二乘法對(duì)步驟三二中的姿態(tài)矩陣進(jìn)行單位正交化，具體表達(dá)式為：Cbi0=12Cbi*(3E-(Cbi*)T(Cbi*))---(6)式中，E為3×3的單位陣，將公式(5)代入公式(6)中。FDA00002288707400011.jpg,FDA00002288707400012.jpg,FDA00002288707400013.jpg,FDA00002288707400017.jpg,FDA00002288707400018.jpg,FDA00002288707400019.jpg,FDA000022887074000110.jpg,FDA000022887074000113.jpg,FDA000022887074000114.jpg,FDA000022887074000115.jpg,FDA000022887074000116.jpg,FDA000022887074000117.jpg,FDA000022887074000118.jpg,FDA000022887074000119.jpg,FDA000022887074000120.jpg,FDA000022887074000121.jpg,FDA00002288707400021.jpg,FDA00002288707400022.jpg,FDA00002288707400026.jpg,FDA00002288707400027.jpg,FDA000022887074000211.jpg,FDA000022887074000212.jpg,FDA000022887074000213.jpg...
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：耿云海，侯志立，張春陽(yáng)，李誠(chéng)良，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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