[发明专利]一种航天器对地表定向目标姿态角计算方法

权利要求书

1.一种航天器对地表定向目标姿态角计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据卫星轨道信息计算卫星在地心惯性系中的位置坐标；

(2)根据卫星轨道信息计算卫星指向地心的矢量在地心惯性系的值，并作为卫星指向目标矢量的初值；

(3)在地心惯性系构建地球椭球模型，然后根据卫星在地心惯性系中的位置坐标计算卫星指向目标矢量与地球椭球模型球面的交点坐标；

(4)根据交点坐标计算得到地球椭球模型在交点处切平面的负法线矢量；所述的负法线矢量指向地球椭球模型内部；

(5)计算负法线矢量和卫星指向目标矢量的夹角；

(6)将卫星指向目标矢量更新为步骤(4)得到的切平面负法线矢量；

(7)若步骤(5)得到的夹角小于精度阈值，则转入步骤(8)，否则转入步骤(3)，直至步骤(5)得到的夹角小于精度阈值；

(8)根据卫星指向目标矢量和卫星轨道信息计算得到卫星指向目标矢量在卫星轨道系中的矢量值，进而计算得到卫星对地表定向目标滚动姿态角和目标俯仰姿态角。

2.根据权利要求1所述的一种航天器对地表定向目标姿态角计算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中计算卫星在地心惯性系中的坐标的方法包括如下步骤：

(1)根据卫星轨道信息包括的从地心惯性系到卫星轨道系的方向余弦阵C_OI和地心距r，计算得到卫星在地心惯性系位置坐标初值R_S为

(2)根据当前所使用的J2000地心惯性系到瞬时地心惯性系的岁差章动矩阵C_PR，得到修正后的卫星在地心惯性系位置坐标R_S为

R_S＝C_PR^TR_S。

3.根据权利要求1或2所述的一种航天器对地表定向目标姿态角计算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中计算卫星指向目标矢量初值的方法包括如下步骤：

(1)根据卫星轨道信息包括的从地心惯性系到轨道系的方向余弦阵C_OI计算卫星指向地心矢量在地心惯性系的值，并作为卫星指向目标矢量的初值

v_S＝C_OI^Tv_p，其中，v_p＝[0,0,1]^T；

然后进行归一化得到卫星指向目标矢量的修正值

v_S＝v_S/|v_S|；

(2)根据当前所使用的J2000地心惯性系到瞬时地心惯性系的岁差章动矩阵C_PR，得到修正后的卫星指向目标矢量的初值

v_S＝C_PR^Tv_S。