[发明专利]多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备

说明书

本发明公开了一种多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备，该方法包括：确定其余星敏感器相对于第一星敏感器的姿态关系矩阵和地面主光轴夹角；提取星敏感器在各自测量坐标系中的主光轴矢量；将其余星敏感器各自测量坐标系中的主光轴矢量转换至第一星敏感器测量坐标系，并确定主光轴矢量夹角；根据主光轴矢量夹角、地面主光轴夹角、主光轴矢量，确定热变形修正实时矩阵；其余星敏感器通过相应的姿态关系矩阵和热变形修正实时矩阵将各自测量坐标系下的恒星星光矢量投影至第一星敏感器测量坐标系，进行三轴姿态解算。本发明可实现共基准面安装平台的热变形的在轨测量，并具有较高的普适性。

技术领域

本发明涉及航天器姿态测量技术领域，具体涉及一种多星敏感器在轨热变形修正方法以及存储介质和电子设备。

背景技术

随着遥感卫星的技术发展和遥感图像分辨率的提高，遥感图像数据的应用领域正在扩展，各领域对遥感数据的要求也在不断升高。对于星敏感器与遥感载荷共基准面安装的微纳卫星而言，由于受制于体积重量的约束，热控手段、设备、效果均无法与大型卫星平台相比，因此安装平台的热变形与大卫星相较程度更大，对成像载荷的影响也更严重。为保证遥感卫星成像链路中成像模型精度提高，需要微纳卫星平台能够脱离载荷测量值，独立获取安装结构热变形的参数。现有的卫星在轨标定多是关注星敏感器与载荷相机之间的关联角变化，无法直接反映安装平台的热变形程度；或是需要惯性敏感器配合星敏感器进行系统常值误差校正，但无法将热变形的影响从整体误差中剥离出。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种多星敏感器在轨热变形修正方法，可实现共基准面安装平台的热变形的在轨测量，并可辅助载荷成像模型的精确建立，进而提高遥感图像品质，提高定位精度，并在应用上具有较高的普适性。

本发明的第二个目的在于提供一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提供一种电子设备。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种多星敏感器在轨热变形修正方法，包括：步骤S1：建立三台星敏感器的各自测量坐标系，基于所述测量坐标系，以第一星敏感器为基准，确定第二星敏感器和第三星敏感器分别相对于所述第一星敏感器的姿态关系矩阵和地面主光轴夹角；步骤S2：三台星敏感器在同一时刻对各自视场内的恒星成像，并提取当前时刻下三台星敏感器在各自测量坐标系中的主光轴矢量；步骤S3：将所述第二星敏感器和所述第三星敏感器各自测量坐标系中的主光轴矢量分别转换至所述第一星敏感器测量坐标系；步骤S4：确定当前时刻转换至所述第一星敏感器测量坐标系下的其余星敏感器的主光轴矢量与第一星敏感器测量坐标系下的主光轴矢量之间的主光轴矢量夹角；步骤S5：根据所述主光轴矢量夹角、所述地面主光轴夹角、第一星敏感器测量坐标系下的所述主光轴矢量和转换至所述第一星敏感器测量坐标系下的其余星敏感器的主光轴矢量，确定当前时刻其余星敏感器相对于所述第一星敏感器的热变形修正实时矩阵；步骤S6：获取各个星敏感器各自测量坐标系下的恒星星光矢量，其余星敏感器通过相对于所述第一星敏感器的姿态关系矩阵和当前时刻下的热变形修正实时矩阵将各自的恒星星光矢量投影至所述第一星敏感器测量坐标系，以进行三轴姿态解算。

可选的，所述步骤S3中，所述第二星敏感器和所述第三星敏感器各自测量坐标系中的主光轴矢量分别通过相应的所述姿态关系矩阵转换至所述第一星敏感器测量坐标系。

可选的，所述步骤S4中，主光轴矢量夹角采用如下公式表示：

其中，α为第二星敏感器转换后的主光轴矢量夹角，β为第三星敏感器转换后的主光轴矢量夹角，为第一星敏感器测量坐标系下的主光轴矢量，为第二星敏感器测量坐标系下的主光轴矢量，为第三星敏感器测量坐标系下的主光轴矢量，和分别为第二星敏感器和第三星敏感器相对于第一星敏感器的姿态关系矩阵。