[发明专利]一种利用辐射源定位载荷实现卫星姿态确定的方法

权利要求书

1.一种利用辐射源定位载荷实现卫星姿态确定的方法，其特征在于，通过卫星上的辐射源定位载荷测量两个位置均已知的不同地面辐射源发出的电磁波的角度信息，来进一步确定卫星的姿态，所述辐射源定位载荷包括信号处理机、信号接收机和二维干涉仪，所述地面辐射源包括第一辐射源和第二辐射源；

该方法具体包括以下步骤S1～S6：

S1、利用所述辐射源定位载荷，测量所述第一辐射源和第二辐射源发出的电磁波的方位角与俯仰角；

S2、根据所述方位角与俯仰角，确定所述第一辐射源和第二辐射源在所述二维干涉仪的测量坐标系下的方向矢量；

S3、确定所述第一辐射源和第二辐射源在卫星本体坐标系下的方向矢量；

S4、利用已知的地面辐射源地理位置参数，确定出所述第一辐射源和第二辐射源相对于地心惯性坐标系的位置矢量；

S5、基于所述第一辐射源和第二辐射源相对于地心惯性坐标系的位置矢量，确定所述第一辐射源和第二辐射源相对卫星视线方向在地心惯性坐标系下的分量；

S6、基于步骤S4和S5确定的结果，采用定姿算法求解卫星的姿态。

2.根据权利要求1所述的利用辐射源定位载荷实现卫星姿态确定的方法，其特征在于，所述二维干涉仪包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线、第五天线、第六天线和第七天线，分为呈正交布置的两组，其中，一组天线包括第一天线、第二天线、第三天线和第四天线，其安装面中心点沿水平方向布置；另一组天线包括第一天线、第五天线、第六天线和第七天线，其安装面中心点沿竖直方向布置；所述第一天线位于两组天线的正交点位置；

所述步骤S2中的二维干涉仪的测量坐标系O_c-X_cY_cZ_c为右手直角坐标系，坐标原点O_c位于所述第一天线的安装面的中心点，X_c轴方向为一组天线所在的水平布置方向，Y_c轴方向为另一组天线所在的竖直布置方向，Z_c轴方向按照右手准则确定。

3.根据权利要求2所述的利用辐射源定位载荷实现卫星姿态确定的方法，其特征在于，所述步骤S1中，

所述第一辐射源发出的电磁波的方位角α_A与俯仰角β_A分别为

式中，d₁₄表示由第一天线与第四天线的中心点连线形成的测量基线距离，d₁₇表示由第一天线与第七天线的中心点连线形成的测量基线距离，表示基于d₁₄测量的第一辐射源发出的电磁波相位差，表示基于d₁₇测量的第一辐射源发出的电磁波相位差，λ表示电磁波的波长；

所述第二辐射源发出的电磁波的方位角α_B与俯仰角β_B分别为

式中，表示基于d₁₄测量的第二辐射源发出的电磁波相位差，表示基于d₁₇测量的第二辐射源发出的电磁波相位差。

4.根据权利要求1所述的利用辐射源定位载荷实现卫星姿态确定的方法，其特征在于，所述步骤S2中，

所述第一辐射源在二维干涉仪的测量坐标系下的方向矢量u′₁为

u′₁＝[cosα_Asinβ_A,sinα_Asinβ_A,cosβ_A]，

式中，α_A为第一辐射源发出的电磁波的方位角，β_A为第一辐射源发出的电磁波的俯仰角；

所述第二辐射源在二维干涉仪测量坐标系下的方向矢量u′₂为

u′₂＝[cosα_Bsinβ_B,sinα_Bsinβ_B,cosβ_B]，

式中，α_B为第二辐射源发出的电磁波的方位角，β_B为第二辐射源发出的电磁波的俯仰角。