[发明专利]一种用于卫星主动指向超静平台的在轨标定方法

说明书

本发明涉及一种卫星主动指向超静平台的在轨标定方法，包括主动指向超静平台的测量零位标定方法、主动指向超静平台的测量误差标定方法以及主动指向超静平台的平台刚度标定方法；在主动指向超静平台的测量零位动态标定方法的基础上，测量误差采用给主动指向超静平台各作动杆输出预定控制力，采集不同控制力下的测量数据对测量误差和平台刚度进行标定。本发明针对测量误差、测量零位和刚度各种特性分别设计在轨标定方法，实现了主动指向超静平台的在轨标定，使得主动指向超静平台在轨指向精度、短期稳定度、敏捷机动能力等方面满足使用要求。

技术领域

本发明涉及一种卫星主动指向超静平台的在轨标定方法，特别适用于配置有主动指向超静平台的航天器的在轨标定。

背景技术

主动指向超静平台控制技术服务于对载荷姿态有极高要求的卫星，如高分辨率对地观测、空间态势感知、天文观测等。主动指向超静平台由主动指向超静平台驱动单元、指向隔振机构(多个作动杆)、测微敏感器组成。受地面装配误差、地面环境试验、发射振动及载荷分离应力释放等影响，指向隔振机构的零偏和标度因数较于地面标定将有较大变化，同时载荷解锁并稳定后受电缆拉扯、结构干涉等各种力矩影响，上平台刚度矩阵也发生较大变化，需要对主动指向超静平台进行在轨标定后才能保证主动指向超静平台的功能性能。主动指向超静平台的在轨标定，主要是对主动指向超静平台的测量误差、测量零位和刚度进行标定。若不对测量误差、刚度情况等状态进行标定，主动指向超静平台在轨指向精度、短期稳定度、敏捷机动能力等都将不满足使用要求。

由于主动指向超静平台测量误差、测量零位、刚度要求较高，同时地面标定受重力、总装状态重复性差、火箭随机振动等影响，地面标定结果无法在轨应用，需要采用主动指向超静平台的在轨标定实现其测量误差、刚度情况的准确标定。同时主动指向超静平台测量误差和刚度情况入轨后状态稳定，入轨仅需标定一次；而测量零位受温度环境影响会实时变化，入轨后需进行动态标定。目前暂无针对主动指向超静平台的在轨标定方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种卫星主动指向超静平台的在轨标定方法，实现主动指向超静平台的测量零位、测量误差和平台刚度的标定。

本发明解决技术的方案是：一种卫星主动指向超静平台的在轨标定方法，包括测量零位标定步骤、测量误差标定步骤以及平台刚度标定步骤。

本发明所述在轨标定方法中，涡流测量零位的标定步骤如下：

步骤1、定义n_rod为主动指向超静平台作动杆个数，设定主动指向超静平台的三轴欧拉角加速度阈值a_max，设置主动指向超静平台的各作动杆主份涡流测量零位标定值Bias_EddyA(i)，i＝1，2，…，n_rod的初始值均为0，各作动杆备份涡流测量零位标定值Bias_EddyB(i)，i＝1，2，…，n_rod的初始值均为0，设置涡流测量零位标定系数K_EddyBias和涡流测量零位标定收敛系数K_Damp；

步骤2、在每个主动指向超静平台的控制周期，判断主动指向超静平台的三轴实时欧拉角加速度与步骤1中设定的阈值a_max的大小关系，当三轴实时欧拉角加速度小于设定的阈值a_max时执行步骤3～步骤4，否则，进入下一个控制周期，重新进行步骤2的判断；

步骤3、对于主动指向超静平台的各作动杆，采集各作动杆主份涡流实时测量值dL_EddyA(i)，各作动杆备份涡流实时测量值dL_EddyB(i)；

步骤4、计算得到主动指向超静平台各作动杆新的主份涡流测量零位标定值Bias_EddyA(i)，i＝1，2，…，n_rod，新的备份涡流测量零位标定值Bias_EddyB(i)，i＝1，2，…，n_rod：