[发明专利]用于空间激光通信的指向控制装置和控制方法

权利要求书

1.一种用于空间激光通信的指向控制装置的控制方法，该装置包括星敏感器(1)、角速度传感器(2)、计算机(3)和执行机构(4)，所述的星敏感器(1)和角速度传感器(2)的输出端分别与计算机(3)的输入端相连，计算机(3)的输出端与所述的执行机构(4)的输入端相连，所述的星敏感器(1)和角速度传感器(2)都安装在所述的执行机构(4)上，星敏感器的安装矩阵为角速度传感器的安装矩阵为安装矩阵表示传感器坐标系和执行机构坐标系之间的变换关系；其特征在于，该方法包括如下步骤：

①所述的星敏感器(1)通过拍摄恒星，获得星敏感器自身坐标系下的姿态位置信息并传送给所述的计算机(3)；

②所述的计算机(3)获取星敏感器自身坐标系下的姿态位置信息后，根据所述的星敏感器的安装矩阵进行坐标系变换，得到执行机构坐标系下的姿态位置信息，以此为起始点，以预先给定的通信接收终端所在的指向为目标指向，计算由起始点到所述的目标指向的旋转角度，生成运动控制指令，并将该运动控制指令传送给所述的执行机构(4)；

③所述的执行机构(4)根据所述的运动控制指令进行三维转向转动；在运动过程中，所述的角速度传感器(2)进行实时测量，输出角速度传感器自身坐标系下的实时角速度信息，并传送给计算机(3)；

④所述的计算机(3)根据角速度传感器的安装矩阵进行坐标系变换后得到执行机构坐标系下的执行机构运动的角速度，并积分出运动角度的变化；所述的计算机(3)结合运动角度的变化和起始点的姿态位置信息确定当前姿态位置信息，当计算出的当前姿态位置与目标指向不吻合时，所述的计算机(3)对运动指令进行更新并发送给所述的执行机构(4)，返回步骤③，当计算机(3)计算出的当前姿态位置与目标指向吻合时，发送停止运动的指令给所述的执行机构(4)，进入下一步；

⑤所述的执行机构(4)停止运动；

⑥所述的星敏感器(1)获取的姿态位置信息并传送给所述的计算机(3)，并由计算机(3)计算出当前姿态位置，验证与目标指向是否吻合，若不吻合，计算机(3)继续生成运动指令，返回步骤③；若吻合，执行下一步；

⑦控制整个过程结束。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的星敏感器(1)在拍摄星图时，通过执行机构(4)调节方向，选取星敏感器能够正常工作的星空区域，该星空区域需要满足至少有3颗恒星。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述的执行机构(4)的运动包括偏航、俯仰、横滚三个方向上的转动。