[发明专利]星敏感器动态噪声等效角评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种星敏感器动态噪声等效角评估方法及系统。所述星敏感器动态噪声等效角评估方法包括：调节单星模拟器的星等；控制所述星敏感器以预设速度和预设运动，以获取星点质心包数据；根据获取到的星点质心包数据结合转台运动速度、运动轨迹以及外场观星数据，获取所述星敏感器动态噪声等效角。本发明的星敏感器动态噪声等效角评估方法及系统，采用单星模拟器进行计算，从而大大提高了数据的精度；同时采用预设轨迹兼顾星敏感器视场中心和视场边缘，因此可以分别测量水平方向和竖直方向的噪声等效角；控制转台以不同速度运动得到动态噪声等效角并且由于动态噪声等效角数据分析方法使用多项式拟合的方法从而大大提高了其精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及卫星控制技术领域，尤其涉及一种星敏感器动态噪声等效角评估方法及系统。

背景技术

星敏感器作为卫星姿态控制系统的关键部件，对其误差的评估具有十分重要的意义。星敏感器的误差包括低频误差和噪声等效角两部分。低频误差主要由焦距、主点坐标偏差，镜头畸变等因素引起，可以通过标定试验进行测量补偿。噪声等效角主要由暗电流噪声、读出噪声、探测器的电子学噪声等、固定模式噪声、灵敏度不均匀性、电荷响应不均匀性等因素引起，噪声等效角可以分为静态噪声等效角和动态噪声等效角。

现有的星敏感器噪声等效角评估方法主要有外场观星法和多星模拟器评估法。外场观星法使用便携式转台和数据采集计算机连续采集星敏感器姿态数据，计算得到不同角速度下的星敏感器噪声等效角。多星模拟器评估法使用多星模拟器模拟星空，评价星敏感器噪声等效角。两种方法能很好地评估静态噪声等效角，但对动态噪声等效角的评估存在以下问题：

a)外场观星法中便携式转台的精度较低且没有固定地基，因此评估动态噪声等效角时引入设备误差较大；

b)外场观星法评估星敏感器动态噪声等效角受环境影响大：包括大气折射、水汽、杂光污染、地面震动等因素；

c)多星模拟器评估法中多星模拟器不能模拟真实星空，尤其在动态情况下光学模拟的难度更高，因此多星模拟器法只能用来评估星敏感器静态噪声等效角，但不能评估星敏感器的动态噪声等效角。

因此，如何提高动态噪声等效角的评估精准度就成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种星敏感器动态噪声等效角评估方法及系统，以有效的提高动态噪声等效角的评估精准度。

为实现上述目的，本发明提供一种星敏感器动态噪声等效角评估方法，所述方法包括：调节单星模拟器的星等；控制所述星敏感器以预设速度和轨迹运动，以获取星点质心包数据；根据获取到的星点质心包数据结合三轴转台运动速度、运动轨迹以及外场观星数据，获取所述星敏感器动态噪声等效角。

在某些实施例中，所述调节单星模拟器的星等的步骤包括：获取星敏感器外场观星数据；基于所述外场观星数据，调节单星模拟器的星等。

在某些实施例中，所述基于所述外场观星数据，调节单星模拟器的星等的步骤包括：

将星敏感器垂直对天，开展外场观星试验；

采集一帧星点质心包数据，统计所有定姿星的星表ID号；

依据星表ID号查找导航星表，得到该帧数据所有定姿星的星等Mi；

当该帧数据定姿星数为n时，获取定姿星的平均星等；

以获取到的平均星等调节单星模拟器的星等。

在某些实施例中，所述控制所述星敏感器以预设速度和轨迹运动的步骤包括：将所述星敏感器设置于三轴转台；控制所述三轴转台以预设的角速度沿预设轨迹运动以划过场。

在某些实施例中，所述根据获取到的星点质心包数据进和外场观星数据，获取所述星敏感器噪声等效角的步骤包括：