[发明专利]一种星敏感器原始观测数据预处理方法及系统

摘要

本发明提供了一种星敏感器原始观测数据预处理方法及系统，包括基于陀螺时标信息对多星敏感器原始观测数据的时间基准进行统一；计算多星敏感器间光轴夹角时间变化序列；计算星敏感器理论光轴夹角大小，进一步构建星敏感器原始观测数据质量控制判定模型，探测星敏感器中可能存在的粗差，最后将每个星敏感器的时间序列观测值分成正常输出观测值组与非正常输出观测值组；将正常输出观测值作为拟合基准点，基于滑动窗口多项式拟合对非正常输出的星敏感器观测值进行修复。本发明可以实现星敏感器不正常输出观测值的探测与修复，有效削弱星敏感器粗差观测值影响，进一步实现高精度姿态确定，为高分辨率光学影像高精度几何处理提供保证。

主权项

1.一种星敏感器原始观测数据预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于陀螺时标信息对多星敏感器原始观测数据的时间基准进行统一；步骤2，基于步骤1的结果，计算多星敏感器间光轴夹角时间变化序列，多星敏感器间光轴夹角计算实现方式如下，设在相同时刻t的星敏感器A的四元数观测值为星敏感器B的四元数观测值为得到时刻t的本体到惯性系的星敏感器A、B分别相应旋转矩阵表达式如下，进一步得到星敏感器A、星敏感器B的光轴矢量ZA,ZB在惯性系中表示如下，ZA＝[2(q1Aq3A+q2Aq0A) 2(q2Aq3A‑q1Aq0A) ‑q1A2‑q2A2+q3A2+q0A2]TZB＝[2(q1Bq3B+q2Bq0B) 2(q2Bq3B‑q1Bq0B) ‑q1B2‑q2B2+q3B2+q0B2]T计算t时刻两光轴的夹角αt，αt＝arccos(ZA·ZB)步骤3，基于星敏感器地面标定的安装矩阵参数计算星敏感器理论光轴夹角大小，进一步构建星敏感器原始观测数据质量控制判定模型，探测星敏感器中存在的粗差，最后将每个星敏感器的时间序列观测值分成正常输出观测值组与非正常输出观测值组；所述星敏感器理论光轴夹角计算实现方式如下，设星敏感器A与星敏感器B的安装矩阵分别表示如下，则星敏感器A与星敏感器B的光轴在卫星本体坐标系中矢量表示如下，得到星敏感器A与B的光轴在本体系中的夹角αAB如下，所述星敏感器原始观测数据的质量控制判定模型如下，其中，m表示阈值系数，αi表示观测时刻ti的星敏感器A与B的光轴夹角大小，δα为星敏感器A与星敏感器B光轴夹角中误差；步骤4，根据步骤3的星敏感器所得观测值分组结果，将正常输出观测值作为拟合基准点，基于滑动窗口多项式拟合对非正常输出的星敏感器观测值进行修复。