[发明专利]基于矢量描述的导航星集确定方法

说明书

本发明涉及基于矢量描述的导航星集确定方法：S1、计算观星设备视场轴向在地心惯性系下的矢量u；S2、计算圆形视场边缘起始点的矢量S3、将以矢量u为中轴线，矢量为母线形成的圆锥体底面边缘，作为圆形视场边缘，根据矢量计算原理获得圆形视场边缘各点矢量Vsubgt;s/subgt;的描述模型；S4、计算步骤S3获得的圆形视场边缘各点矢量Vsubgt;s/subgt;对应的赤经αsubgt;s/subgt;、赤纬βsubgt;s/subgt;唯一解；S5、根据圆形视场边缘各点矢量Vsubgt;s/subgt;对应的赤经αsubgt;s/subgt;、赤纬βsubgt;s/subgt;唯一解，确定圆形视场边缘各点矢量Vsubgt;s/subgt;对应的赤经αsubgt;s/subgt;、赤纬βsubgt;s/subgt;范围；S6、查询恒星星表，得到赤经、赤纬落入步骤S6确定的圆形视场边缘各点矢量Vsubgt;s/subgt;对应的赤经αsubgt;s/subgt;、赤纬βsubgt;s/subgt;范围内的恒星集合。本发明计算简单，且适应任意给定星敏感器轴向条件的情况。

技术领域

本发明属于天文导航技术领域，涉及基于矢量描述的导航星集确定方法。

背景技术

星光导航具有定姿精度高，自主性强，可靠性高等优点，在航空航天飞行器上得到了广泛的应用。在星光导航地面模拟试验、星图识别方法验证等方面，通常需要计算星敏感器对准某个天区内的星集。可见，传统的基于几何投影的星集计算方法在极区不适应，且计算复杂。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提出了基于矢量描述的导航星集确定方法，视场内导航星集计算简单，且适应任意给定星敏感器轴向条件的情况。

本发明解决技术的方案是：基于矢量描述的导航星集确定方法，该方法包括如下步骤：

S1、根据观星设备视场轴向的赤经和赤纬，计算观星设备视场轴向在地心惯性系下的矢量u；

S2、根据观星设备视场轴向的赤经和赤纬，以观星设备视场中心作为圆心，观星设备视场半径作为圆的半径r，确定圆形视场边缘起始点的赤经α_j和赤纬β_j，并据此计算圆形视场边缘起始点的矢量

S3、将以矢量u为中轴线，矢量为母线形成的圆锥体底面边缘，作为圆形视场边缘，根据矢量计算原理获得圆形视场边缘各点矢量V_s的描述模型；

S4、计算步骤S3获得的圆形视场边缘各点矢量V_s对应的赤经α_s、赤纬β_s唯一解；

S5、根据圆形视场边缘各点矢量V_s对应的赤经α_s、赤纬β_s唯一解，确定圆形视场边缘各点矢量V_s对应的赤经α_s、赤纬β_s范围；

S6、查询恒星星表，得到赤经、赤纬落入步骤S6确定的圆形视场边缘各点矢量V_s对应的赤经α_s、赤纬β_s范围内的恒星集合。

优选地，所述观星设备包括星敏感器、天文望远镜；所述地心惯性系为J2000地心惯性系。

优选地，所述步骤S1观星设备视场轴向在地心惯性系下的矢量u的计算公式如下：

其中，α_i为观星设备视场轴向的赤经、β_i为观星设备视场轴向的赤纬。

优选地，所述步骤S2中，圆形视场边缘起始点的赤经α_j和赤纬β_j选择如下：

α_j＝α_i