[发明专利]卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证方法及系统

说明书

本发明提供了一种卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证方法及系统，包括：步骤S1：根据地球模拟平台控制信息，以地球模拟卫星平台；步骤S2：根据卫星平台模拟结果信息，以地球的自转模拟卫星平台的姿态角速度；步骤S3：通过地面上的相机观测恒星评估地球的自转角速度，获取卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证结果信息。本发明为了实现对高精度卫星稳定度的评估，提出了利用光学相机对惯性空间中恒星成像的方法；本发明提出了一种地面恒星观测试验方法，用于验证星上评估算法的准确性。

技术领域

本发明涉及空间飞行器总体技术领域，具体地，涉及一种卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证方法及系统。

背景技术

姿态稳定度是卫星平台的重要指标，直接关系到卫星在轨任务的成败。近年来，随着我国遥感卫星的不断发展，用户对卫星的定量化应用要求也越来越高。作为卫星平台的核心指标，卫星姿态稳定度的要求也越来越高。

常规的卫星姿态稳定度评估方法是采用星敏感器和陀螺。但随着卫星姿态稳定度指标要求不断提高，传统的陀螺和星敏感器渐渐不能满足甚高精度姿态稳定度和指向精度的评估需求。因此，有必要研究新的评估方法，以第三方视角对姿态稳定度指标进行精确评估。

为此，提出了一种基于光学相机恒星观测的评估方法。为了确保卫星在轨任务顺利开展，本专利涉及了一种地面试验的方法，在地面验证评估算法的可行性。

文献《利用恒星对天文观测系统光轴平行性检校》，针对具有成像光谱仪的天文观测系统，将恒星作为点光源，利用天文跟踪系统完成对恒星星象及相应光谱数据的同步采集。该文章重点介绍了利用恒星标定光学仪器光轴之间的平行性偏差的方法，未涉及到卫星稳定度评估的相关试验内容。

文献《TDI CCD相机的卫星姿态稳定度确定》讨论了卫星平台振动与TDI CCD成像质量的相关性，推导了卫星平台姿态稳定度和像移的关系公式，并未涉及到具体的试验方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证方法及系统。

根据本发明提供的一种卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证方法，包括：

步骤S1：根据地球模拟平台控制信息，以地球模拟卫星平台，获取卫星平台模拟结果信息；

步骤S2：根据卫星平台模拟结果信息，以地球的自转模拟卫星平台的姿态角速度，获取卫星平台的姿态角速度模拟结果信息；

步骤S3：根据卫星平台的姿态角速度模拟结果信息，通过地面上的相机观测恒星评估地球的自转角速度，获取卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证结果信息。

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：将试验时相机的光轴垂直于水平面，指向星空。

步骤S2.2：利用地球自转的特性参数，等待恒星进入相机视场，获取恒星进入相机视场状态信息。

测试地点应选择空气洁净度较好、光污染较少的地方，时间必须选择在晴朗的夜晚。为了避免振动对观星试验的影响，尽量远离车流量大的公路。

优选地，所述步骤S2还包括：

步骤S2.3：为了提高恒星观测效率，需结合试验地点的经纬度信息预测恒星出现在相机视场内的时间，获取恒星出现在相机视场内的时间预测结果信息。

优选地，所述步骤S3包括：

步骤S3.1：选择以下任意一种或者多种试验设备：星载相机；相机支架；水平调节机构；水平仪；地测设备。

根据本发明提供的一种卫星利用观测恒星评估在轨稳定度的地面验证系统，包括：