[发明专利]一种事后高精度姿态确定方法

说明书

一种事后高精度姿态确定方法，属于航天器姿态控制领域，适用于具有多载荷的有事后高精度姿态确定需求的航天器。该方法首先在多个载荷上分别安装至少两台甚高精度星敏感器；其次根据各载荷上的星敏感器测量数据进行星敏基准标定；最后根据各个载荷上各自的星敏感器测量数据和陀螺测量数据进行卡尔曼滤波修正，进行该载荷的事后高精度姿态确定。

技术领域

本发明涉及一种事后高精度姿态确定方法，特别是一种多载荷多方式的事后高精度姿态确定方法，属于航天器姿态控制领域，适用于具有多载荷的有事后高精度姿态确定需求的航天器。

背景技术

目前现有卫星的事后高精度姿态确定系统，通常以一个星敏感器为基准对多个载荷进行事后姿态确定，但由于地面安装及精测、在轨应力释放和温度等影响因素；在进入空间后，星敏感器或陀螺会存在一定安装偏差和安装形变，导致星敏感器或陀螺的安装精度、测量精度出现偏差，进而影响多个载荷的事后姿态确定精度存在误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种事后高精度姿态确定方法，该方法首先在多个载荷上分别安装至少两台甚高精度星敏感器；其次根据各载荷上的星敏感器测量数据进行星敏基准标定；最后根据各个载荷上各自的星敏感器测量数据和陀螺测量数据进行卡尔曼滤波修正，进行该载荷的事后高精度姿态确定。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种事后高精度姿态确定方法，用于装有多载荷和多个陀螺的航天器，每个载荷上均装有多个星敏感器，包括如下步骤：

S1、对每个载荷选定基准星敏感器，然后对载荷上的其他星敏感器进行标定；然后对基准星敏感器进行低频误差补偿；

S2、对任一载荷，选取该载荷上测量数据有效的星敏感器；获得有效星敏感器的光轴矢量和横轴矢量；

S3、根据S2中选定的有效星敏感器，采用TRIAD算法获得滤波初值；

S4、任意选取三个正交的陀螺用于航天器三轴角速度解算，获取的航天器的三轴角速度后投影到其他陀螺的轴上，当所述三轴角速度的投影值与其他任意一个陀螺的测量值相等时，则将该三个正交的陀螺作为选定陀螺；

S5、根据滤波初值、有效星敏感器的光轴矢量和横轴矢量、选定陀螺输出的测量数据，对航天器的事后姿态进行滤波修正。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，每个载荷上的所有星敏感器均与该载荷一体化安装。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，采用对地面地标点的标定结果对基准星敏感器进行低频误差补偿。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，利用两个星敏感器的光轴矢量进行姿态确定，或，利用一个星敏感器的光轴矢量和横轴矢量进行姿态确定，或，利用多个星敏感器融合后的光轴矢量和横轴矢量进行姿态确定。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，星敏感器测量数据有效的判断方法为满足以下两个条件之一：

条件一、任意两个或两个以上的星敏感器测量数据的光轴和横轴数据均一致，则该两个或两个以上的星敏感器测量数据均有效；

条件二、任一星敏感器在当前周期与上一周期的测量数据的光轴夹角和横轴夹角偏差均不超过理论值。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，利用卡尔曼滤波方法对航天器的事后姿态进行滤波修正。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，利用扩展卡尔曼滤波方法或无迹卡尔曼滤波方法对航天器的事后姿态进行滤波修正。

上述事后高精度姿态确定方法，优选的，所述星敏感器选用甚高精度星敏感器。