[发明专利]一种基于四元数的时间最优的卫星姿态快速机动方法

权利要求书

1.一种基于四元数的时间最优的卫星姿态快速机动方法，包括下列步骤：

根据初始姿态机动四元数和目标姿态机动四元数确定姿态机动空间轴和姿态机动角；

根据所述姿态机动角确定角速度；以及

基于所述角速度确定四元数机动轨迹；

其中根据初始姿态机动四元数和目标姿态机动四元数确定姿态机动空间轴和姿态机动角包括：

根据初始姿态四元数q_int和目标姿态四元数q_end计算出误差四元数q_e：

若q_0e＜0，则：q_e＝[-q_0e -q_1e -q_2e -q_3e]^T；

将误差四元数表示成由标量和三维矢量组成的形式：

以及

确定机动的空间角及旋转空间轴E：

其中根据所述姿态机动角确定角速度包括：

如果则根据下式确定角速度：

其中：

如果则根据下式确定角速度：

其中：

其中ω_max为最大机动限幅角速度，dω_max最大机动角加速度；

其中基于所述角速度确定四元数机动轨迹包括：

根据所述角速度，实时地计算出旋转空间角E(θ)，包括：

如果则

其中：

以及

如果则

其中：

实时地计算出相比于初始姿态四元数q_int的误差四元数：

以及

根据q_int、dq_e实时地计算出姿态机动过程中惯性系下姿态四元数Q：

Q＝q_int·dq_e；

其中根据实时获得的机动过程中的姿态四元数Q，获得四元数的轨迹规划路线。