[发明专利]一种适用于惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装误差标定方法，尤其涉及一种适用于惯性惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法。

背景技术

惯性/星光组合导航系统应用于远程运载器可以采用惯性惯性平台+星敏感器的组合方式，将星敏感器内置于惯性平台台体内部(与惯性平台坐标系固联)，利用载体飞出大气层后观测的星光信息修正纯惯性导航系统的误差，提高组合导航系统的精度。这种组合方式利用惯性平台内部温度恒定、惯性姿态稳定、动态环境好等优点减小星敏感器的测量误差，同时由于星敏感器测量坐标系与导航坐标系固联，避免了姿态转换和结构变形等误差环节引起的精度损失。

惯性/星光组合导航系统的精度与星光测量精度直接相关，因此研究适用于惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法，对组合导航系统的精度具有重要意义。

目前国内外没有针对惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法，工厂在安装时一般是通过光学经纬仪(或自准直光管)测量惯性平台基准六面体与星敏感器上安装的小六面体的方法测量其安装误差。但事实上，由于星敏感器的测量坐标系(即光轴与其光敏面构成的虚拟光学坐标系)与其六面体之间存在偏差，且该偏差会随时间及使用环境温度的变化而发生微小变化。因此这种测试方法难以满足高精度的使用要求，必须直接标定星敏感器测量坐标的安装误差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种利适用于惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法，减小了误差环节，标定结果直接反映了星敏感器的测量坐标系的安装误差，标定精度高。

本发明的技术解决方案：

一种适用于惯性平台内置式星敏感器的安装误差标定方法，步骤如下：

(1)调节惯性平台基座方位以及星模拟器支架使星模拟器出射的平行光成像于星敏感器视场中心，所述惯性平台是一种常见的平台式惯性导航系统，星模拟器用来在室内模拟恒星平行光源；

(2)利用光学经纬仪标定星模拟器出射平行光相对于当地地理坐标系的高低角和方位角，计算出星模拟器出射光线在地理坐标系下的单位矢量；

(3)保持星模拟器位置和姿态不变，调整惯性平台的姿态，使星模拟器出射光线成像于星敏感器不同坐标点，记录每次的成像坐标，计算出星模拟器出射光线在当前星敏感器测量坐标系下的单位矢量；

(4)用两台光学经纬仪测定惯性平台当前的姿态，并计算出惯性平台六面体与当地地理坐标系的转换矩阵，所述两台光学经纬仪为第一光学经纬仪和第二光学经纬仪；

(5)根据步骤(2)和步骤(4)的计算结果，利用最小二乘法计算出星敏感器的安装矩阵，即为星敏感器的安装误差。

所述步骤(2)中计算星模拟器出射光线在地理坐标系下的单位矢量，具体方法为：

通过公式

A→e=cosescosσssinescosessinσs]]>

计算星模拟器出射光线在地理坐标系下的单位矢量其中e_s和σ_s分别为光学经纬仪测量星模拟器出射平行光相对于当地地理坐标系的高低角和方位角。

所述步骤(4)中惯性平台六面体与当地地理坐标系的转换矩阵，具体方法为：

通过公式