[发明专利]一种星敏感器安装矩阵地面精测方法

说明书

本发明公开了一种星敏感器安装矩阵地面精测方法，包含：建立星敏感器基准坐标系和卫星基准坐标系；测量获得星敏感器基准坐标系的坐标轴与卫星基准坐标系中对应的坐标轴之间的夹角；利用夹角获得相应的星敏感器基准坐标系中坐标轴到卫星基准坐标系中各个坐标轴所在的平面的投影角以及对应的投影夹角，对星敏感器基准坐标系的坐标轴以两种不同的转序进行旋转，得到在旋转完成后的两个转角，根据两个转角，获得对应的转序的两个星敏感器基准坐标系的姿态转换矩阵；联立两个星敏感器基准坐标系的姿态转换矩阵，得到非线性方程组，使用最优解求解所述非线性方程组，得到星敏感器安装矩阵的精测结果。本发明提高对星敏感器安装矩阵地面精测的效率。

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，特别涉及一种星敏感器安装矩阵地面精测方法。

背景技术

遥测、通信等类型卫星为了完成自身的功能，均需要先确定自身的姿态信息(例如在轨道坐标系中的滚动角、俯仰角、偏航角),而对于有高精度测量要求的空间飞行器,不但要求确定自身的姿态信息,而且要求姿态确定精度要达到角秒级。星敏感器作为一种高精度的姿态敏感器,通常是高精度控制要求卫星的首选敏感器。

星敏感器通过对恒星成像进行姿态判定,由于恒星间的张角很小,恒星影像在真空中摄取的,摄影时刻恒星的赤经、赤纬是精确已知的,因此能够测算到角秒级的姿态角精度,也是目前为止精度最高的姿态测量仪器。

为了保证空间飞行器能够利用星敏感器获取高精度的姿态信息，星敏感器本身的安装精度标定就显得尤为重要。但是现有技术中对所述星敏感器本身的安装精度的标定(精测)方法，较为复杂，标定效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种星敏感器安装矩阵地面精测方法，实现在减少对角度的测量，提高时间效率的情况下，同样能获得高精度的星敏感器安装矩阵的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种星敏感器安装矩阵地面精测方法，包含：建立星敏感器基准坐标系和卫星基准坐标系；测量获得所述星敏感器基准坐标系的坐标轴与所述卫星基准坐标系中对应的坐标轴之间的夹角；利用所述夹角获得相应的所述星敏感器基准坐标系中坐标轴到所述卫星基准坐标系中各个坐标轴所在的平面的投影角以及对应的投影夹角，对星敏感器基准坐标系的坐标轴以两种不同的转序进行旋转，得到在旋转完成后的两个转角，根据所述两个转角，获得对应所述转序的两个星敏感器基准坐标系的姿态转换矩阵；联立两个星敏感器基准坐标系的姿态转换矩阵，得到非线性方程组，使用最优解求解所述非线性方程组，得到星敏感器安装矩阵的精测结果。

进一步的，所述建立星敏感器基准坐标系的步骤进一步包含：

以星敏感器棱镜中心为坐标轴轴心O_aL，O_aLX_aL定义为垂直棱镜的安装面背向星敏感器的轴；O_aLY_aL定义为面向+O_aLX_aL方向，垂直于棱镜右方平面的轴；O_aLZ_aL满足右手法则；得到星敏感器基准坐标系O_aLX_aLY_aLZ_aL；

所述建立卫星基准坐标系的步骤进一步包含：

以卫星棱镜中心为坐标轴轴心O_b，O_bY_b定义为平行与星体安装面指向南向太阳翼的轴；O_aLZ_aL定义为垂直星体安装面指向载荷的轴；O_bX_b满足右手法则得到卫星基准坐标系O_bX_bY_bZ_b。