[发明专利]基于高精度水平基准的星敏感器定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星敏感器的定位方法，尤其涉及一种基于高精度水平基准的星敏感器定位方法。

背景技术

星敏感器以不可毁灭的自然天体作为其导航信标，将星敏感器拍摄到的图像先后进行星图识别、星体质心提取、星图匹配及姿态解算。星敏感器无需任何先验信息，便可自主输出星敏感器相对惯性空间的姿态信息，其具有误差不随时间积累、独立、无源、不受人为因素限制和干扰等优点。星敏感器的定位严重依赖于水平基准，因此水平基准的高精度实现是保障其定位精度的重要前提。

然而应用中通常利用惯性导航系统提供载体水平基准信息，惯导系统误差随时间积累的缺点使得星敏感器定位精度下降。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于高精度水平基准的星敏感器定位方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于高精度水平基准的星敏感器定位方法，包括以下步骤：

(1)采集CCD星敏感器的输出即星敏感器坐标系相对惯性系的姿态转换矩阵；

(2)将星敏感器与捷联惯导系统组合，修正捷联惯导系统的姿态并补偿星敏感器的安装误差，得到较高精度的水平基准信息；

(3)采集上述组合系统提供的高精度水平基准信息，即采集到运动载体的横摇角和纵摇角，得到载体系到准地理坐标系的姿态转换矩阵

(4)根据已知信息求解i系相对于地球坐标系e系之间的转换矩阵

(5)通过步骤(1)至步骤(4)所给出的信息，解算得到准位置矩阵解算出载体位置信息。

本发明采集CCD星敏感器的输出即CCD星敏感器的坐标系与惯性坐标系即i系之间的姿态信息i系与船舶载体坐标系即b系之间的转换矩阵表示为：

Cib=CsbCis]]>

其中：为CCD星敏感器坐标系即s系与b系之间的转换矩阵，在星敏感器安装时已经确定，Csb=1-δAzδAyδAz1-δAx-δAyδAx1,]]>其中δA_x，δA_y，δA_z为星敏感器沿载体坐标系x，y，z轴三个方向上的安装误差角；将天球坐标系旋转到与像空间坐标系重合，通过下述顺序的三次旋转来表示：