[发明专利]一种亚角秒级的遥感卫星高精度姿态确定设计与实现方法

权利要求书

1.一种亚角秒级的遥感卫星高精度姿态确定设计与实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在高分辨光学载荷背板上共基准固连安装高精度星相机、星敏感器和测振陀螺，在卫星平台上安装三轴光纤陀螺；

步骤2，将步骤1中安装的设备联同高分辨率光学载荷一起均采用统一的高精度时间基准，由GNSS秒脉冲进行高精度时间同步，精度达到微秒量级；

步骤3，利用星敏感器和三轴光纤陀螺的测量值进行组合定姿，得到角秒级的卫星在轨实时姿态确定精度；

步骤4，采用由三个单轴激光陀螺构成的测振陀螺设备对高频振动进行测量，并联合高精度星相机测量数据和星敏感器进行地面的高精度组合定姿，使用扩展卡尔曼滤波方法进行姿态解算，得到亚角秒级的卫星姿态确定精度。

2.如权利要求1所述的一种亚角秒级的遥感卫星高精度姿态确定设计与实现方法，其特征在于：步骤1中在高分辨光学载荷背板上固连共基准安装2台高精度星相机、2台星敏感器、1套测振陀螺，其中2台星敏感器正交90°安装，2台高精度星相机与星敏感器同指向安装，上述所有设备实现与高分辨率光学载荷的一体化设计，安装在卫星平台上三轴光纤陀螺不需要与高分辨率光学载荷固连安装；高分辨光学相机载荷具有较高的结构刚度和稳定性，能够承载2台高精度星相机、2台星敏感器和1套测振陀螺，预留对应的安装接口，同时在背板三个侧面预留三个基准镜安装基面；在加工时，统一高精度星相机、基准棱镜及高分辨光学相机主镜安装连接面基准。

3.如权利要求2所述的一种亚角秒级的遥感卫星高精度姿态确定设计与实现方法，其特征在于：步骤2中2台高精度星相机、2台星敏感器、1套测振陀螺和1台三轴光纤陀螺均采用统一的高精度时间基准，由GNSS秒脉冲进行高精度时间同步；卫星计算单元从双频GNSS接收机获取时间整数秒信息，并通过双频GNSS接收机对内输出的秒脉冲进行时间对齐；计算单元内部维持粒度为1微秒的计时器，为整星计时，卫星需要进行授时单机包括2台星敏感器、2台高精度星相机、测振陀螺、三轴光纤陀螺和高分辨光学相机载荷；计算单元读取自身的时间信息对这些设备授时，对授时单机进行时间对齐的秒脉冲信号由双频GNSS接收机发出，用于时间对齐。

4.如权利要求3所述的一种亚角秒级的遥感卫星高精度姿态确定设计与实现方法，其特征在于：步骤3中利用星敏感器、光纤陀螺的输入，选用扩展卡尔曼滤波方法，对卫星的姿态进行实时估计，得到角秒级的卫星在轨实时姿态确定精度。