[发明专利]双星敏感器联合确定载体姿态方法

权利要求书

1.一种双星敏感器联合确定载体姿态方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

  步骤一、基于恒星参考矢量的蒙气差修正

1、将恒星S_i在J2000.0坐标系的单位参考矢量V_i，转换到船体地平坐标系，转换后的单位矢量记为V_DPi，

V_i转换到V_DPi的转换关系为：

  （1）

   式(1)中，La、Lo分别为观测点的地理纬度和经度，x_p、y_p分别极移参数，GAST为格林尼治真恒星时，ε_A为平黄赤交角，ΔΨ、Δε分别为黄经章动和交角章动，Z_A、θ_A和ξ_A为赤道岁差参数；

2、计算恒星的地平方位角A_DPi和地平仰角E_DPi

根据式（1）计算得到V_DPi表示为[x_DPiy_DPiz_DPi]^T，V_DPi的地平方位角A_DPi、E_DPi与x_DPi、y_DPi、z_DPi有以下关系：

  （2）

    3、根据地平仰角对V_DPi进行蒙气差修正，得到蒙气差修正后的参考单位矢量V'_DPi

  （3）

其中：，ρ即为蒙气差修正量， ；

步骤二、基于联合双星敏感器观测矢量的船体姿态确定

1、采用如下公式将星敏感器观测矢量转换到船体甲板系

 （4）

其中，R_S1^b、R_S2^b分别为星敏感器1、星敏感器2的安装矩阵，W₁、W₂分别为敏感器1、敏感器2的观测矢量矩阵；

2、将星敏感器参考矢量转换到船体地平系

将星敏感器1、星敏感器2识别恒星的参考矢量矩阵V₁、V₂，转换到船体地平系并分别经公式（1）、（2）、（3）的蒙气差修正重组后得到参考矢量分别为V₁'、V₂'；

3、组成联合观测和参考矢量矩阵解算船体姿态角

将星敏感器1、星敏感器2相对船体甲板系的观测矢量矩阵W_b1、W_b2，组成联合观测矢量矩阵W_b，将V₁'、V₂'在船体地平系下的参考矢量矩阵，组成联合参考矢量矩阵V_DP'，根据式（5）得到船体甲板系到船体地平系的姿态转换矩阵，最后根据式（6）得到船体姿态角，

（5）

   （6）

   其中，W_b =[W_b1  W_b2]，V_DP'=[V₁'  V₂']，，R^b_DP(i,j)为姿态矩阵R^b_DP中的第i行、第j列元素，K为航向角、θ为纵摇角、Ψ为横摇角，航向K需要进行象限判断。