[发明专利]一种基于空间转换的星敏感器精度测试方法

权利要求书

1.一种基于空间转换的星敏感器精度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据星敏感器数据Q(t_n)计算星敏感器的运动角速度ω，并利用外场观星的数据，并对所得角速度ω进行平滑，得到星敏感器转动角速度；

S2、将星敏感器以所得的角速度ω转动的动态拍图输出的四元数数据Q(t_n)转换为相对t₀时刻静态拍图的四元数数据Q(t_n-t₀)；

S3、根据所得的静态拍图的四元数数据Q(t_n-t₀)，通过矢量空间转换，分别获得星敏感器测量坐标系三轴单位矢量V_X＝(1,0,0)、V_Y＝(0,1,0)、V_Z＝(0,0,1)在J2000惯性系下的单位矢量V_XJ2000(t_n)、V_YJ2000(t_n)、V_ZJ2000(t_n)；

S4、分别计算J2000惯性系下单位矢量V_XJ2000(t_n)、V_YJ2000(t_n)、V_ZJ2000(t_n)的平均矢量

S5、以平均矢量作为星敏感器t₀时刻下三轴矢量在J2000系下的真实矢量，计算真实矢量与单位矢量之间的矢量夹角θ_X(t_n)、θ_Y(t_n)、θ_Z(t_n)，并根据矢量夹角θ_X(t_n)、θ_Y(t_n)、θ_Z(t_n)进行数据分析，对星敏感器精度进行测试。

2.根据权利要求1所述的基于空间转换的星敏感器精度测试方法，其特征在于：所述星敏感器的运动角度ω通过以下公式计算：

式中：Q(t_n)为星敏感器数据，Δt_n＝t_n+1-t_n，ω＝(ω_x,ω_y,ω_z,0)，为四元数相乘。

3.根据权利要求1所述的基于空间转换的星敏感器精度测试方法，其特征在于：所述步骤S2中将星敏感器四元数Q(t_n)转换为t₀时刻的四元数Q(t_n-t₀)的计算公式为：

式中，ΔQ(t_n-t₀)转换矩阵四元数，计算公式为：

ΔQ(t_n-t₀)＝Q(ω(t_n-t₀))

＝[ω_x/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)ω_y/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)ω_z/||ω||sin(||ω||(t_n-t₀)/2)cos(||ω||(t_n-t₀)/2)]^T。

4.根据权利要求1所述的基于空间转换的星敏感器精度测试方法，其特征在于：所述步骤S3中星敏感器测量坐标系三轴单位矢量在J2000惯性系下的矢量四元数计算公式如下：

以上矢量四元数的前三列即为每个轴的矢量表达式。