[发明专利]基于人造卫星的星光定位导航方法

权利要求书

1.基于人造卫星的星光定位导航方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：采用星敏感器观测空间中三颗卫星，根据卫星星历获得所观测三颗卫星的位置坐标，并计算任意两颗卫星的相对距离；

步骤2：采用星敏感器测量三颗卫星相对星敏感器的单位方向矢量，并计算任意两颗卫星相对星敏感器的张角；

步骤3：根据任意两颗卫星间的相对距离及相对星敏感器的张角，计算星敏感器与每颗卫星之间的相对距离；

步骤4：根据三颗卫星位置坐标以及星敏感器与每颗卫星之间的相对距离，计算出星敏感器位置，即实现了飞行器的自主定位。

2.根据权利要求1所述的基于人造卫星的星光定位导航方法，其特征在于，所述步骤1中，设采用星敏感器观测到空间中三颗卫星T1、T2、T3，通过卫星测轨建立的卫星星历数据库获取三颗卫星位置坐标为T_xyz[1]、T_xyz[2]、T_xyz[3]，

T_xyz[1]＝[x_T1 y_T1 z_T1]^T

T_xyz[2]＝[x_T2 y_T2 z_T2]^T

T_xyz[3]＝[x_T3 y_T3 z_T3]^T。

3.根据权利要求2所述的基于人造卫星的星光定位导航方法，其特征在于，利用如下公式计算三颗卫星中任意两颗卫星的相对距离：

p＝|T_xyz[2]-T_xyz[1]|

q＝|T_xyz[3]-T_xyz[2]|

r＝|T_xyz[1]-T_xyz[3]|

其中，p为卫星T1与卫星T2之间的相对距离；q为卫星T2与卫星T3之间的相对距离；r为卫星T1与卫星T3之间的相对距离。

4.根据权利要求1所述的基于人造卫星的星光定位导航方法，其特征在于，所述步骤2的实现方式如下：

采用星敏感器测量三颗卫星T1、T2、T3相对星敏感器的单位方向矢量并计算每两颗卫星相对星敏感器的张角：

其中，A为卫星T1与T2相对星敏感器的张角，B为卫星T2与T3相对星敏感器的张角，C为卫星T1与T3相对星敏感器的张角，星敏感器记为O。

5.根据权利要求1所述的基于人造卫星的星光定位导航方法，其特征在于，所述步骤3的实现方式如下：

通过如下数学模型计算星敏感器与每颗卫星之间的相对距离：

a²+b²-2a*b*cosA＝p²

b²+c²-2b*c*cosB＝q²

c²+a²-2c*a*cosC＝r²

其中，a为星敏感器与卫星T1之间的相对距离；b为星敏感器与卫星T2之间的相对距离；c为星敏感器与卫星T3之间的相对距离；

p为卫星T1与卫星T2之间的相对距离；q为卫星T2与卫星T3之间的相对距离；r为卫星T1与卫星T3之间的相对距离；

A为卫星T1与T2相对星敏感器的张角，B为卫星T2与T3相对星敏感器的张角，C为卫星T1与T3相对星敏感器的张角。