[发明专利]一种基于星敏感器的航空航天器姿态确定方法及系统

权利要求书

1.一种基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，包括：

星传感器(100)：用于输出能够确定相机姿态的星场图像；

惯性传感模块(200)：用于采集能够解析所述相机姿态的陀螺仪姿态

控制模块(300)：基于姿态分析模块(400)的控制命令调节所述星传感器(100)和/或惯性传感模块(200)；

其特征在于，

所述星传感器(100)中的多维度传感模块输出的星场图像数据和所述惯性传感模块输出的角速率数据按照以预定的模式同步集成且彼此隔离的方式输送至所述姿态分析模块(400)，以确定航天器的惯性姿态信息。

2.根据权利要求1所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，其特征在于，

所述姿态分析模块(400)包括至少一个图像处理器(400a)和图形数据存储器(400b)；

其中，图像处理器(400a)包括图像读取器和星信息处理器；所述图像读取器用于读取所存储的星场图像；所述星信息处理器用于从读取的星场图像生成恒星位置；

其中，图像处理器(400a)还包括恒星目录和位置比较处理器，所述位置比较处理器用于将所生成的恒星位置与恒星目录进行比较，所述星传感模块内的姿势分析处理器(400f)响应于位置比较处理器输出的位置信息，生成相机姿态信息。

3.根据权利要求1或2所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，其特征在于，

所述姿态分析模块(400)包括至少一个陀螺仪数据处理器(400c)和陀螺仪数据存储器(400d)；

其中，陀螺仪数据处理器(400c)包括陀螺仪速率处理器，能够用于读取所存储的陀螺仪角速率数据；

其中，陀螺仪速率处理器包括：陀螺仪补偿器，用于处理陀螺仪角速率数据并生成补偿的陀螺仪速率；以及

其中，陀螺仪速率处理器包括：陀螺仪集成器，用于对补偿后的陀螺仪速率进行集成并生成陀螺仪姿态。

4.根据前述权利要求之一所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，其特征在于，所述姿态分析模块(400)还包括用于将相机姿态信息提供给姿势分析处理器(400f)的第二自行初始化处理器(400f-3)。

5.根据前述权利要求之一所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，其特征在于，所述星敏感器的星传感器(100)至少包括物镜组合模块(100g)和多维度传感模块(100a)，

能够从五个维度调节角度和/或位移的多维度传感模块(100a)设置在物镜组合模块(100g)的非焦点平面并且与所述物镜组合模块(100g)的焦点相距一定距离，

所述多维度传感模块(100a)以基于五个维度调节角度和/或位移的方式进行接收角度的调节并接收所述物镜组合模块(100g)输出的星光，基于至少一个所述星光生成星场图像。

6.根据前述权利要求之一所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，所述星敏感器还包括光阑模块(100d)，

所述光阑模块(100d)设置在所述物镜组合模块(100g)和所述多维度传感模块(100a)之间，其中，

所述光阑模块(100d)中的至少一个光阑设置在所述物镜组合模块(100g)的焦平面上，所述多维度传感模块(100a)通过光阑模块(100d)接收所述物镜组合模块(100g)输出的星光。

7.根据前述权利要求之一所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，所述光阑模块(100d)包括同光轴排列的目场光阑(100b)和光瞳光阑(100c)，

所述光瞳光阑(100c)设置于所述物镜组合模块(100g)的焦平面上，

所述物镜组合模块(100g)输出的星光依次通过所述光瞳光阑(100c)和所述目场光阑(100b)传输至所述多维度传感模块(100a)。

8.根据前述权利要求之一所述的基于星敏感器的航空航天器姿态确定系统，其特征在于，

所述多维度传感模块(100a)以通过中继光学模块(100d-1)衰减残余辐射的方式来接收所述光阑模块(100d)输出的星光。