[发明专利]一种星敏感器外场转换基准测定系统及方法

权利要求书

1.一种星敏感器外场转换基准的测定系统，其特征在于：包括星敏感器(1)、天文引北经纬仪(2)、经纬仪A(3)、经纬仪B(4)、GPS天线(5)、GPS接收机(6)、气压温度传感器(7)和控制计算机(8)；

所述的星敏感器(1)、GPS接收机(6)和气压温度传感器(7)分别与控制计算机(8)相连，用于将相关数据信息传输至控制计算机(8)；

所述的GPS接收机(6)与GPS天线(5)相连，用于接收导航卫星传入的地理位置和时间信息；

所述的天文引北经纬仪(2)依据北极星建立当地惯性坐标系，为经纬仪A(3)、经纬仪B(4)提供基准信息，从而确定棱体坐标系与当地惯性坐标系的相互关系；

所述的经纬仪A(3)、经纬仪B(4)分别对星敏感器(1)棱体上相互正交的两个面的法向进行测定；

所述的星敏感器(1)对视场内的恒星进行观测，并将各帧星图数据送入控制计算机(8)中；所述的控制计算机(8)在收到星图数据后，结合导航卫星传入的地理位置和时间信息以及气压温度传感器(7)传入的气压温度信息，确定星敏感器(1)在当地惯性坐标系下的姿态；

结合棱体坐标系与当地惯性坐标系的关系和星敏感器(1)在当地惯性坐标系下的姿态，进而求得星敏感器(1)的转换基准。

2.一种星敏感器外场转换基准的测定方法，其特征在于使用权利要求1所述的系统，包括以下步骤：

步骤一、将经纬仪A(3)、经纬仪B(4)经过精调平后，对星敏感器(1)棱体上相互正交的两个面的法向进行测定；得到星敏感器(1)棱体坐标系的两个轴向与各自瞄准经纬仪坐标系的相互关系；

步骤二、天文引北经纬仪(2)经过精调平后，以北极星为方位基准，确定当地惯性坐标系；

步骤三、通过天文引北经纬仪(2)分别与经纬仪A(3)和经纬仪B(4)的互瞄，将天文引北经纬仪(2)测得的基准传给经纬仪A(3)和经纬仪B(4)，并得到棱体坐标系与当地惯性坐标系的关系；

步骤四、通过对星敏感器(1)视场中的恒星进行星图识别，得到观测恒星对应天文星表中的参考矢量，将这些矢量建立在天球坐标系下；

步骤五、根据GPS接收机(6)传入的地理经纬度信息和时间信息，测算出天球坐标系与当地惯性坐标系间的转换关系；

步骤六、利用步骤五得到的天球坐标系与当地惯性坐标系间的转换关系，将天文星表中的参考矢量转换至当地惯性坐标系下；

步骤七、由于大气对星光矢量存在折射影响，当地惯性坐标系下的参考矢量需要进行蒙气差补偿：根据传感器传入的温度信息、气压信息建立蒙气差模型，对参考矢量的天顶距进行修正；

步骤八、将星敏感器(1)测量得的观测矢量与经过步骤七的蒙气差补偿后的参考矢量联立，结算出星敏感器(1)在当地惯性坐标系下的姿态；

步骤九、结合步骤三求得的棱体坐标系与当地惯性坐标系的关系和步骤八求得的星敏感器(1)在当地惯性坐标系下的姿态，求得星敏感器(1)转换基准；为进一步消除大气路径对星敏感器(1)姿态测量结果的影响，进行多次测量，运用QUEST算法进行优化求解。