[发明专利]一种调整卫星姿态的方法和相关装置

说明书

本申请公开了一种调整卫星姿态的方法和相关装置，该方法包括：依据欧拉角和J2000坐标系下X轴的朝向向量计算卫星模型的头朝向目标向量；按照卫星模型的头朝向当前向量和头朝向目标向量调整卫星模型的头朝向；依据欧拉角和J2000坐标系下Y轴的朝向向量计算卫星模型的帆板朝向目标向量；按照卫星模型的帆板朝向当前向量和帆板朝向目标向量调整卫星模型的帆板朝向。计算卫星模型的头朝向目标向量和帆板朝向目标向量，在卫星模型的头朝向当前向量和帆板朝向当前向量基础上，采用向量法调整卫星模型的头朝向和帆板朝向，能够屏蔽基于欧拉角和/或四元数调整卫星姿态的缺点；先调整卫星模型的头朝向再调整帆板朝向，有效避免万向节锁死。

技术领域

本申请涉及卫星数据处理技术领域，尤其涉及一种调整卫星姿态的方法和相关装置。

背景技术

卫星姿态是指卫星星体在轨道上运行所处的空间指向状态。直角坐标系的原点位于卫星星体上，指向地面的Z轴反映偏航方向，Y轴反映俯仰方向，X轴反映滚转方向。卫星星体在轨道上运行过程中，可以切换切向模式、对地模式、对日模式、对月模式等多种模式，在卫星星体对应的卫星模型切换上述多种模式之后，可能会产生对X轴、Y轴和Z轴三轴的偏移，为了能够保持切换模式后卫星模型的卫星姿态是正确的，需要基于对X轴、Y轴和Z轴三轴的偏移调整卫星模型的卫星姿态。

一般的，调整物体姿态使用欧拉角和/或四元数，即，利用欧拉角和/或四元数调整卫星姿态。但是，在使用欧拉角需要转换左右手系时，对于卫星模型的不同轴向来说转换公式不一样，则利用欧拉角调整卫星姿态的方式较为复杂繁琐，且容易出现万向节锁死的问题，无法轻易解决；四元数表示四维向量，对于卫星模型的三维向量而言，利用四元数调整卫星姿态不够直观，不利于想象和观察。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种调整卫星姿态的方法和相关装置，能够屏蔽基于欧拉角和/或四元数调整卫星姿态的缺点，不仅调整方式直观形象，而且有效避免了万向节锁死的情况。

第一方面，本申请实施例提供了一种调整卫星姿态的方法，所述方法包括：

基于欧拉角和J2000坐标系下X轴的朝向向量，获得卫星模型的头朝向目标向量；所述欧拉角包括所述卫星模型的滚转角、俯仰角和偏航角；

基于所述卫星模型的头朝向当前向量和所述头朝向目标向量，调整所述卫星模型的头朝向；

基于所述欧拉角和所述J2000坐标系下Y轴的朝向向量，获得所述卫星模型的帆板朝向目标向量；

基于所述卫星模型的帆板朝向当前向量和所述帆板朝向目标向量，调整所述卫星模型的帆板朝向。

可选的，所述基于欧拉角和J2000坐标系下X轴的朝向向量，获得卫星模型的头朝向目标向量，具体为：

将所述J2000坐标系下X轴的朝向向量绕所述欧拉角旋转后的向量作为所述卫星模型的头朝向目标向量。

可选的，所述基于所述卫星模型的头朝向当前向量和所述头朝向目标向量，调整所述卫星模型的头朝向，包括：

基于所述头朝向当前向量和所述头朝向目标向量，获得所述头朝向当前向量与所述头朝向目标向量之间的第一夹角角度；

根据所述第一夹角角度直接调整所述卫星模型的头朝向。

可选的，所述基于所述欧拉角和所述J2000坐标系下Y轴的朝向向量，获得所述卫星模型的帆板朝向目标向量，具体为：

将所述J2000坐标系下Y轴的朝向向量绕所述欧拉角旋转后的向量作为所述卫星模型的帆板朝向目标向量。

可选的，所述基于所述卫星模型的帆板朝向当前向量和所述帆板朝向目标向量，调整所述卫星模型的帆板朝向，包括：