[发明专利]浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。该方法相比于传统方法数学模型简单，计算量低，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及浮空平台光学遥感指向成像技术领域，特别是涉及一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

深空探测中，通过对近地行星大气环境进行光谱遥感观测，获取大气的光谱信息，有望在揭示行星大气环境演化的多样性及太阳能量调控行星大气环境等方面做出重要成果，并且可以为地球临近空间大气等离子体耦合提供比较依据，因此，对行星进行遥感观测已成为深空探测中最重要的研究内容之一。人类自从掌握光学技术以来，就开始了行星探测的脚步。目前，进行深空行星探测的方式主要分为基于地基和基于太空卫星两种探测方式。基于地基进行深空探测是一种基于地面观测设备对深空目标进行探测的方式，维护简单，但由于大气散射、折射和吸收、光污染等人类活动，以及受观测距离和光学望远镜分辨率的影响，难以获取清晰图像，已经不能够满足对深空目标探测的要求。基于卫星等航天器进行观测，成像质量更好，获取的图像更加清晰，但其研制、发射和使用成本非常昂贵。

基于浮空器平台搭载望远镜对深空目标进行探测时，相比于地基望远镜具有成像质量受大气影响小的优点，相比于大气望远镜具有发射成本低，易于维护，可二次开发等优点，因此浮空器平台是一种特殊的、重要的、不可替代的空间载荷科学探测平台。深空探测望远镜搭载于浮空器平台，飞行于20km左右的平流层时，望远镜主光轴指向未知，通常需要利用星敏感器测量望远镜姿态，再加上平流层大气扰动以及平台稳定性能力问题，往往需要多传感器组合定姿。常用的方法是利用星敏感器与陀螺仪进行姿态融合，提高指向精度，当前普遍采用姿态四元素误差模型计算光轴指向，计算过程繁杂，嵌入式软件不易实现。

因此，如何更简单地获取浮空器平台搭载的望远镜主光轴的指向，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质，计算量低，在嵌入式软件中易于实现。其具体方案如下：

一种浮空平台望远镜指向获取方法，包括：

获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；

通过卡尔曼滤波算法将获取的所述星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；

采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；

根据解算出的所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。

优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，还包括：

采集目标星赤经和赤纬；

根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。

优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，通过卡尔曼滤波算法将获取的所述星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息，具体包括：

根据获取的所述星敏感器姿态四元数，计算星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的星敏感姿态欧拉角；