[发明专利]一种星敏感器低频误差在轨实时补偿方法

摘要

一种星敏感器低频误差在轨实时补偿方法，针对星敏感器受热变形等因素产生的低频误差，以成像有效载荷为姿态基准，通过观测得到星敏感器相对有效载荷的姿态变化，使用傅立叶级数进行拟合，在轨实时补偿星敏感器低频误差。实时补偿低频误差后，可提高卫星姿态确定精度，消除低频误差影响，有利于卫星高精度成像和图像定位。

主权项

一种星敏感器低频误差在轨实时补偿方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将星敏感器低频误差表示为傅立叶级数的形式，再通过该傅立叶级数确定相对惯性坐标系的误差四元数误差四元数装订值为[0 0 0 1]；所述步骤(1)中星敏感器低频误差表示为傅立叶级数的形式，具体为：其中，α和β分别表示傅立叶级数中余弦和正弦信号的振幅，M傅立叶级数项的个数，取正整数，τ＝ωLFEtAbs，ωLFE为星敏感器低频误差的傅立叶级数基频，T为卫星的轨道周期，tAbs为绝对星时；所述通过该傅立叶级数确定相对惯性坐标系的误差四元数具体为：δqx＝φθLFEx；δqy＝φθLFEy；δqz＝φθLFEz；δqs=1-δqx2-δqy2-δqz2;]]>其中，φ＝[1 cos(τ) sin(τ) cos(2τ) sin(2τ) ... cos(Mτ) sin(Mτ)]，θLFEx＝[αLFEx0 αLFEx1 βLFEx1 αLFEx2 βLFEx2 ... αLFExM βLFExM]T，θLFEy＝[αLFEy0 αLFEy1 βLFEy1 αLFEy2 βLFEy2 ... αLFEyM βLFEyM]T，θLFEz＝[αLFEz0 αLFEz1 βLFEz1 αLFEz2 βLFEz2 ... αLFEzM βLFEzM]T，αLFEx0、αLFEy0、αLFEz0为误差的常值分量，αLFExm、αLFEym、αLFEzm、βLFExm、βLFEym、βLFEzm分别表示误差的余弦和正弦信号振幅，初始装订值均为0，α0为常数项；(2)设置低频误差补偿标志，且该低频误差补偿标志的值由地面遥控控制，低频误差补偿标志的值为1或0；若低频误差补偿标志值为1且星敏感器数据有效，则使用步骤(1)中所述傅立叶级数计算误差四元数修正星敏感器测量得到的惯性姿态四元数，从而标定星敏感器低频误差；若低频误差补偿标志值为1且星敏感器数据无效，则使用上一拍星敏感器有效时计算的经过误差修正的惯性姿态四元数；若低频误差补偿标志为0，则不进行误差四元数计算，直接使用星敏感器测量得到的惯性姿态四元数；(3)根据卫星在轨运行获得的星敏感器测量信息和有效载荷成像信息，获得星敏感器相对有效载荷姿态基准的误差；(4)根据步骤(3)中得到的星敏感器相对有效载荷姿态基准的误差，注入修改星上软件装订的系数θLFEx、θLFEy和θLFEz；使用修改后的系数，在轨实时计算星敏感器误差四元数按照步骤(2)的方式进行实时补偿。