[发明专利]一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法

权利要求书

1.一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法，其特征在于：云台相机在区域块内进行扫描未发现空中动目标，该方法的步骤如下：

第一步，根据卫星的姿态运动对云台指向进行补偿；

第二步，根据第一步补偿后的云台指向计算云台指向区域块的指向目标角；

第三步，对第二步中计算得到的云台指向区域块的指向目标角进行平滑处理；

第四步，计算云台运动对星体的扰动力矩；

第五步，根据第四步得到的扰动力矩对星体姿态进行补偿，完成云台指向与星体姿态的协同控制；

所述的第一步中，根据卫星的姿态运动对云台指向进行补偿的补偿矩阵为：

C_ΔΦ，cmp＝C_y(ΔΦ_bo，y)*C_x(ΔΦ_bo，x)*C_z(ΔΦ_bo，z)

其中，

其中，[ΔΦ_bo，x，ΔΦ_bo，y，ΔΦ_bo，z]为卫星当前时刻相对轨道坐标系的姿态角补偿量，

[ΔΦ_bo，x，ΔΦ_bo，y，ΔΦ_bo，z]＝Δt_P*(ω_bo，t+0.5*Δt_P*dω_bo，t)；

其中，Δt_P为云台响应转角指令的延迟时间，ω_bo，t为卫星在当前时刻的相对轨道坐标系的姿态角速度；dω_bo，t为卫星第t-N*ΔT时刻到当前时刻相对轨道坐标系的平均角加速度，计算公式为：

ω_bo，t-N*ΔT为卫星前N拍相对轨道坐标系的姿态角速度，ΔT为卫星姿态运动的控制周期。

2.根据权利要求1所述的一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法，其特征在于：所述的第二步中，云台指向区域块的指向目标角为：

α₀和β₀分别为云台处于零位时的角度值；

其中，

其中，为卫星到某一个区域块的地理中心点的矢量在本体系下的表示，为卫星到某一个区域块的地理中心点的矢量在云台本体坐标系下的表示。

3.根据权利要求2所述的一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法，其特征在于：对云台指向目标角α_{ac_cal}和β_{ac_cal}做限幅处理得到限幅后的指向目标角：

其中，α_Lim为云台绕X轴旋转角度的转动角度限幅α_Lim，β_Lim为云台绕Y轴旋转角度的转动角度限幅β_Lim。

4.根据权利要求3所述的一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法，其特征在于：α_Lim＝180°，β_Lim＝75°。

5.根据权利要求4所述的一种用于空中动目标跟踪的云台指向及星体姿态协同控制方法，其特征在于：所述的第三步中，对云台指向目标角进行平滑处理的方法为：根据云台的最大转动角速度ω_PαLim、ω_PβLim和角加速度dω_PαLim、dω_PβLim，对云台指向目标角做平滑处理，得到云台转动的角速度和角加速度指令。