[发明专利]一种小视场星敏感器短波导航星识别方法

说明书

本发明属于天文导航技术领域，具体涉及一种小视场星敏感器短波导航星识别方法。该方法包括解算惯导信息，得到星敏感器的位置信息、姿态信息和UTC时间；根据天文时间系统计算方法，构建基于儒略日的时间系统并将UTC时间转为儒略日时间；以及基于儒略日时间计算星敏感器当前时刻光轴方向对应的赤经赤纬，并据此筛选出可能出现在星敏感器中的导航星。本发明综合考虑星敏感器与惯导系统一起工作的特点，利用所在平台惯导系统提供的惯导信息，辅助全天时短波星敏感器完成视场内单颗导航星的识别，降低了系统复杂度和功耗，满足天文导航系统的需求。

技术领域

本发明属于天文导航技术领域，具体涉及一种小视场星敏感器短波导航星识别方法。

背景技术

目前，适用于星敏感器的导航星识别方法主要为星图识别方法，该方法利用视场内多颗导航星之间的几何信息完成对导航星的识别。近年来广泛研究的全天时短波星敏感器存在视场小、视场内导航星数量少的问题，单一视场内仅存在1-2颗导航星，无法使用星图识别方法进行导航星识别。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种小视场星敏感器短波导航星识别方法，以解决如何对视场内导航星进行识别的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种小视场星敏感器短波导航星识别方法，该识别方法包括如下步骤：

S1、解算惯导信息，得到星敏感器的位置信息、姿态信息和UTC时间；

S2、根据天文时间系统计算方法，构建基于儒略日的时间系统并将UTC时间转为儒略日时间：

儒略日时间JDtime的计算公式为：

JDtime＝JD-0.5+hour/24+minute/1440+second/86400

式中：hour、minute、second分别为UTC时间的时、分、秒；

其中，儒略日JD的计算公式为：

JD＝day-32075+1461×(year+4800+(moon-14)/12)/4+367×((moon-2-(moon-14)/12)/12)-3×(((year+4900+(moon-14)/12)/100)/4)

式中：year、moon、day分别为公元历年、月、日；

S3、基于儒略日时间计算星敏感器当前时刻光轴方向对应的赤经赤纬，并据此筛选出可能出现在星敏感器中的导航星：

S3-1、计算星敏感器光轴方向的赤经、赤纬

星敏感器所在位置的赤纬Dec₀与当地纬度Lon相同，即

Dec₀＝Lon

赤经Ra₀的计算公式为

Ra₀＝Lat+280.46061837+360.98564736629*JDtime

式中：Lat为当地经度；

计算惯性系空间到当地地理坐标系的姿态转移矩阵C_iⁿ为：

解算当地导航坐标系到星敏感器坐标系的姿态转移矩阵C_n^s为：

式中：θ为星敏感器的俯仰角，γ为星敏感器的滚动角，ψ为星敏感器的航向角；