[发明专利]一种卫星自主姿态确定方法

权利要求书

1.一种卫星自主姿态确定方法，其特征在于，包括：

S100、通过各敏感器测量信息进行敏感器姿态解算得到姿态信息，其中，各敏感器姿态解算包括陀螺递推姿态解算、双星敏姿态解算、单星敏姿态解算、太敏和地敏双矢量姿态解算、太敏和磁双矢量姿态解算以及地敏和磁双矢量解算；

S102、将步骤S100中经陀螺和其他敏感器姿态解算得到的姿态信息进行有效组合完成滤波姿态解算，进一步得到连续的姿态信息，其中，所述滤波姿态解算包括互补滤波姿态解算和扩展卡尔曼滤波姿态解算即EKF姿态解算；

S104、制定数据判断选用规则，考虑各敏感器及滤波定姿的精度，设计数据判断流程，在步骤S102的互补滤波姿态解算和EKF姿态解算的结果中选取最优化姿态信息；

所述互补滤波算法的算式为：

q_err＝q^-1×q_t

q＝q×q_tmp

式中，q为陀螺递推解算得到的姿态四元数；q_t为星敏、太敏和地敏、太敏和磁、或地敏和磁解算得到的姿态四元数；q_err为两者姿态四元数的差值；k为互补滤波增益系数；q_tmp为q_err的归一化值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在进行所述敏感器姿态解算时，除陀螺递推姿态解算外，依据优先级仅采用一种姿态解算方法，敏感器优先级依次为双星敏、单星敏、太敏和地敏、太敏和磁，或地敏和磁。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在进行所述EKF姿态解算时，分为四种EKF模式，包括：星敏+陀螺EKF、太敏和地敏+陀螺EKF、太敏和磁+陀螺EKF、地敏和磁+陀螺EKF，根据滤波有效性判断依据，选择最优滤波方案进行姿态解算到姿态信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行EKF姿态解算的步骤包括：

S1020、确定各敏感器测量模型；

S1021、确定各种EKF模式计算方法；

S1022、进行EKF有效性判断，根据预定规则判断四种EKF模式的有效性，选取最优项。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述预定规则为：判断敏感器失效时长是否超限；若敏感器失效时长未超限，判断EKF是否收敛，如果在一定时间内系统估计均方差阵的范数稳定且小于设定阈值则EKF收敛；若EKF已收敛且星敏感器定姿有效，将EKF结果与星敏感器定姿结果进行比较，误差不超限时认为EKF有效，优先使用滤波结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据所述数据判断选用规则，经过综合计算得到双星敏定姿精度最优，其次为星敏EKF定姿，之后依次为太敏和地敏EKF定姿、单星敏定姿、太敏和地敏定姿、太敏和磁EKF定姿、地敏和磁EKF定姿、太敏和磁定姿或地敏和磁定姿。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

若判定选用EKF定姿，则将EKF解算得到的角速度信息、姿态信息赋值到系统相应信息，若采用敏感器定姿，则无需使用EKF解算得到的数据；当敏感器定姿无效且EKF尚未收敛时，仍采用EKF解算的姿态信息。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。