[发明专利]一种星敏感器在轨光行差的修正方法

摘要

本发明提供一种星敏感器在轨光行差的修正方法。步骤包括：根据公式计算卫星的周年光行差常数；利用星载设备，测量卫星在惯性坐标系下的线速度；计算卫星在惯性坐标系下的姿态；计算星敏感器在惯性坐标系下的光轴指向；计算垂直于星敏感器光轴指向在惯性坐标系下的线速度；计算垂直于星敏感器光轴指向的周日光行差常数；计算星敏感器视场内恒星指向与光轴指向的夹角；计算所有因素造成的光行差合成；计算姿态四元数。本发明推导出了消除星敏感器周日光行差、周年光行差以及太阳本动光行差的数学模型，采用该模型消除光行差后，能进一步为飞行器提供高精度的姿态信息，为无陀螺的飞行器采用姿态来计算角速度，能进一步提高计算角速度的精度。

主权项

1.一种星敏感器在轨光行差的修正方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：根据公式计算卫星的周年光行差常数；式中：α是光行差误差倾角，μ为星光视方向与地球运动方向的夹角，V是地球公转线速度，c是光速；步骤二：利用星载设备，测量卫星在惯性坐标系下的线速度；步骤三：利用星载惯性器件，测量卫星在轨道坐标系下的三轴姿态，然后计算卫星在惯性坐标系下的姿态；步骤四：根据卫星在惯性坐标系下的姿态，以及星敏感器像空间坐标系与卫星本体坐标系之间的关系，计算星敏感器在惯性坐标系下的光轴指向；步骤五：根据星敏感器像空间坐标系与卫星本体坐标系之间的关系，计算垂直于星敏感器光轴指向在惯性坐标系下的线速度；步骤六：计算垂直于星敏感器光轴指向的周日光行差常数；步骤七：根据获取的星敏感器视场内所有正确识别的恒星在惯性坐标系下的赤经和赤纬以及星敏感器光轴指向，计算星敏感器视场内恒星指向与光轴指向的夹角；步骤八：根据星敏感器视场内恒星指向与光轴指向的夹角和步骤六的结果，计算该恒星的光行差；步骤九：根据步骤八、步骤一以及太阳本动光行差，计算所有因素造成的光行差合成；步骤十：将步骤九得到的光行差合成分解到星敏感器像空间坐标系下的X轴方向分量和Y轴方向的分量，这两个分量就是光行差对恒星在星敏感器像空间坐标系下X轴方向的偏差ΔX和Y轴方向偏差ΔY；步骤十一：把获得的恒星星像坐标X和Y，减去X轴方向的偏差ΔX和Y轴方向偏差ΔY；步骤十二：对视场内所有识别成功恒星星像坐标重复步骤七到步骤十一；步骤十三：利用所有成功识别恒星星像减去由于光行差带来的偏差ΔX和ΔY，计算姿态四元数；步骤十四：步骤十三得到的姿态四元数就是消除光行差后的姿态，把该姿态输入到导航计算机中。