[发明专利]一种全天球视场的太阳敏感器及其太阳矢量的确定方法

说明书

本发明提供一种全天球视场的太阳敏感器及其太阳矢量的确定方法，该太阳敏感器包括：主体结构，所述主体结构呈四棱锥台形状，具有四个侧面和一个顶面；装设于所述主体结构的四个侧面和顶面的探头，用于输出电流；以及与各个所述探头通信连接的太阳矢量处理器，用于判断有效探头的数量和太阳矢量在XY面投影所在的象限，并计算出太阳矢量。本发明的全天球视场的太阳敏感器及其太阳矢量的确定方法，在满足太阳矢量精度要求的情况下，能够减小体积，增大视场，实现全天球4π视场的覆盖。

技术领域

本发明涉及太阳矢量的确定领域，特别是涉及一种全天球视场的太阳敏感器及其太阳矢量的确定方法。

背景技术

太阳敏感器作为卫星控制分系统在入轨初期对日定向模式和应急模式时的主要姿态测量仪器，向卫星提供太阳光矢量相对于星体坐标系或产品坐标系的方位和俯仰角度信息。太阳敏感器以太阳作为观测对象，其主要技术指标为测量视场和测量精度。大的测量视场有利于卫星快速实现对太阳的捕获和定向，或在应急模式下快速实现对太阳的对准。而高的测量精度则表示卫星对太阳指向角度信息的高置信度，完成卫星对太阳的精确定向。

随着卫星姿态控制精度要求的日益提高，对太阳敏感器的精度要求必将更高，同时又要求其具有大视场、小体积、低功耗、标准化、模块化的特点，为解决这一问题，国内外研究者提出了一些增大数字式太阳敏感器视场的方案，如将多个太阳敏感器组合成一个太阳敏感器，或者设计特殊的球状掩膜结构，这些设计上的改变虽然增大了太阳敏感器的视场，却也同时带来一些问题，如系统体积、质量及功耗的增加。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全天球视场的太阳敏感器及其太阳矢量的确定方法，用于解决现有技术中在增大太阳敏感器的视场却带来系统体积、质量及功耗的增加的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种全天球视场的太阳敏感器，包括：

主体结构，所述主体结构呈四棱锥台形状，具有四个侧面和一个顶面；

装设于所述主体结构的四个侧面和顶面的探头，用于输出电流；以及

与各个所述探头通信连接的太阳矢量处理器，用于判断有效探头的数量和太阳矢量在XY面投影所在的象限，并计算出太阳矢量。

优选地，位于所述主体结构顶面的探头的视场为±60°×±60°，位于所述主体结构四个侧面的探头的视场为±45°×±60°。

优选地，所述太阳矢量处理器内设有存储模块，所述存储模块内存储有第一类公式和第二类公式；

所述太阳矢量处理器判断所述太阳矢量在XY面投影所在的象限为第一象限至第四象限中的任一个时，继续判断有效探头的数量是否为3，若是，则读取所述第一类公式计算求得太阳矢量，若否，则读取第二类公式计算求得太阳矢量；

所述第一类公式为：

所述第二类公式为：

其中：I₁为第一探头测得的电流值，I₂为第二探头测得的电流值，I₃为第三探头测得的电流值，I₄为第四探头测得的电流值，I₅为第五探头测得的电流值；

所述太阳矢量为：

其中：S_mx，S_my，S_mz为太阳矢量的坐标值。