[发明专利]快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法

说明书

本发明公开了一种快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法，包含：S1、选取卫星运行一年中的春分、秋分、冬至、夏至四个时间点；S2、计算其中一个时间点相对标准历年J2000.0和该时间点相对观测时刻之间用儒略世纪数表示的时间间隔；S3、根据步骤S2获得的时间间隔计算该时间点对应的太阳在地心黄道坐标系的平均椭圆轨道参数；S4、根据步骤S3中获得的平均椭圆轨道参数计算该时间点卫星的升交点赤经；S5、计算一圈中太阳矢量在轨道面的投影，求得一圈中太阳矢量与星敏感器视场的夹角；S6、重复步骤S2~S5，分别计算出春分、秋分、冬至、夏至四个时间点对应的太阳矢量与星敏感器视场的夹角，取其最小值即为太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角。

技术领域

本发明涉及卫星姿态确定技术领域，具体涉及一种快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法。

背景技术

星敏感器作为姿态测量的主要部件，其输出的高精度测量信息是保证卫星姿态测量精度的先决条件。因此，必须在星敏感器布局时，保证在左右侧视工作状态下，其头部应尽量不受地球、太阳等杂散光的影响；为减小杂散光的影响，星敏感器安装时，必须保证在星敏感器头部每个探头的光轴为中心抗杂光范围内不得有杂散光。

星敏感器初步安装布局后，首先需要计算太阳光与星敏感器光轴之间的最小夹角，判断是否满足星敏感器抗杂光角的要求。现在国内常用的方法就是利用专用软件STK进行一年的仿真计算，这需要在具备专用软件以及设计人员熟悉该软件的情况才能进行。而本发明的算法充分利用了太阳和卫星运行的固有特性，用简单的公式计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角，便于设计人员理解计算原理和易于编程实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法，选取卫星运行一年中具有典型意义的的春分、秋分、冬至、夏至四个时间点；根据四个时间点计算相对J2000.0的儒略日，计算四个时间点对应的太阳在地心黄道坐标系的平均椭圆轨道参数；根据卫星的降交点地方时计算得到四个时间点的卫星的升交点赤经；再计算一圈中太阳矢量在轨道面的投影以及一圈中太阳矢量与星敏感器视场的夹角，所有数据统计后得到的最小夹角则为卫星在轨太阳光与卫星星敏感器最小夹角。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法，其特征是，包含以下步骤：

S1、选取卫星运行一年中的春分、秋分、冬至、夏至四个时间点；

S2、计算其中一个时间点相对标准历年J2000.0和该时间点相对观测时刻之间用儒略世纪数表示的时间间隔；

S3、根据步骤S2获得的时间间隔计算该时间点对应的太阳在地心黄道坐标系的平均椭圆轨道参数；

S4、根据步骤S3中获得的平均椭圆轨道参数计算该时间点卫星的升交点赤经；

S5、计算一圈中太阳矢量在轨道面的投影，进而求得一圈中太阳矢量与星敏感器视场的夹角；

S6、重复步骤S2～S5，分别计算出春分、秋分、冬至、夏至四个时间点对应的太阳矢量与星敏感器视场的夹角，取其最小值即为太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角。

上述的快速计算太阳光与太阳同步卫星星敏感器最小夹角的方法，其中，所述的步骤S2中一个时间点相对标准历年J2000.0和该时间点相对观测时刻之间用儒略世纪数表示的时间间隔的计算方式为：

设阳历时间为年Y、月M、日D、时间T，儒略日JD计算如下：

y＝Y；m＝M，其中M＞2；

y＝Y-1；m＝M+12，其中M＝2；

JD＝fix(365.25*y)+fix(30.6001*(m+1))+D+1720981.5；