[发明专利]一种航天器多级复合控制的超高精度姿态确定方法

摘要

一种航天器多级复合控制的超高精度姿态确定方法，步骤为：(1)建立航天器多级复合控制系统的星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的姿态约束模型；(2)建立星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的相对姿态四元数模型；(3)判断导星敏感器有测量值；(4)无测量值时，建立载荷姿态估计误差状态方程，采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态，实现载荷姿态高精度确定；(5)建立星体姿态估计误差状态方程，采用卡尔曼滤波实现星体姿态高精度确定；(6)有测量值时，采用导星敏感器的测量值qfm估计载荷视线姿态；(7)建立载荷姿态估计误差状态方程，采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态，实现载荷姿态高精度确定；(8)建立星体姿态估计误差状态方程。

主权项

1.一种航天器多级复合控制的超高精度姿态确定方法，航天器多级复合控制系统包括星体、主动指向超静平台、载荷、快反镜、敏感器；星体用于支撑主动指向超静平台和载荷；主动指向超静平台安装于载荷和星体平台之间；快反镜安装在载荷内部；所述敏感器包括：安装在星体上的陀螺、安装在载荷的测微敏感器、安装在的星敏感器、安装在主动指向超静平台的涡流、安装在载荷内部的导星敏感器、安装在快反镜的涡流敏感器，其特征在于包括如下步骤：(1)建立航天器多级复合控制系统的星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的姿态约束模型；(2)通过步骤(1)的星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的姿态约束模型，建立星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的相对姿态四元数模型；(3)判断导星敏感器有测量值，若无测量值，进行步骤(4)；若有测量值，则进行步骤(6)；(4)建立载荷姿态估计误差状态方程，以星敏感器的测量值qpm、测微敏感器测量值ωpm为输入，采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态，实现载荷姿态高精度确定；(5)建立星体姿态估计误差状态方程，以星敏感器的测量值qpm、星体陀螺测量值ωbm和主动指向超静平台涡流测量值qbpm为输入，采用卡尔曼滤波实现星体姿态高精度确定；(6)采用导星敏感器的测量值qfm估计载荷视线姿态；(7)建立载荷姿态估计误差状态方程，以星敏感器的测量值qfm、测微敏感器测量值ωpm和输入，采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态，实现载荷姿态高精度确定；(8)建立星体姿态估计误差状态方程，以星敏感器的测量值qpm、星体陀螺测量值ωbm和快反镜作动器涡流测量值qpfm为输入，采用卡尔曼滤波实现星体姿态高精度确定。