[发明专利]一种基于冗余金字塔太阳敏感器的太阳矢量确定方法

说明书

本发明实施例提供了一种基于冗余金字塔太阳敏感器的太阳矢量确定方法，仅利用两个金字塔太敏就可以实现太阳矢量的全天候测量。金字塔型太敏为四棱台构型，四个侧面分别装有一块太阳能电池片，电流大小随太阳入射角的变化而变化。两个金字塔太敏同时工作可输出八个通道的电流信号，首先对所有电流信号进行降序排列并取最大的4个电流，然后计算其中有效电流个数。最后，根据太敏输出有效电流个数分别设计三电流法、两电流法以及递推估计法确定太阳单位矢量在星体本体系下的坐标。

技术领域

本发明属于航天器姿态确定技术领域，涉及一种基于冗余金字塔太阳敏感器的太阳矢量确定方法。

背景技术

卫星姿态确定与控制系统以及能源系统是卫星的两个重要分系统，太阳矢量不仅是卫星的能量来源，还是姿态确定系统中所需的重要信息，常用基于磁场矢量与太阳矢量的双矢量组合定姿中。传统的太阳矢量确定方法是通过一个太敏上的太阳能电池片接收太阳光，然后根据太敏输出电流确定太阳矢量。显然，这种方式在太敏故障或有效电流个数不足的情况下无法再获得太阳矢量信息。目前，国内外尚未有关于利用多个金字塔太敏并通过多电流法与递推估计法相结合方式确定太阳矢量的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于冗余金字塔太阳敏感器的太阳矢量确定方法，其特征在于，所述基于冗余金字塔太阳敏感器的太阳矢量确定方法应用于太阳矢量的全天候测量，采用两个金字塔太敏相互垂直安装方式，第一太敏平行于OCU原点坐标系的X_cOY_c面，第二太敏平行于OCU原点坐标系的Z_cOY_c面；所述方法包括步骤：

步骤1：对两个金字塔太敏输出的8个通道的电流信号进行降序排列并取最大的四个电流；

步骤2：根据步骤1得到的四个最大电流，计算有效电流个数；

步骤3：设计太阳单位矢量确定方法，包括三电流法、两电流法以及递推估计法；

步骤4：根据步骤2得到的有效电流个数，以及步骤3设计的三电流法、两电流法以及递推估计法确定太阳单位矢量在星体本体系下的坐标

优选地，所述步骤1包括步骤：

步骤11：根据太阳入射角与金字塔太敏各太阳能电池片输出电流的关系，通过多项式拟合的方式得到两者之间的函数表达式；

步骤12：太阳光照射在金字塔第一太敏、第二太敏的四块太阳能电池片上，太敏根据太阳光的入射角度输出8个通道的电流信号，依次为I_a1、I_a2、I_a3、I_a4、I_b1、I_b2、I_b3、I_b4；

步骤13：将8个通道的电流信号按照数值大小降序排列，依次记为I₁、I₂、I₃、I₄、I₅、I₆、I₇、I₈；记下相应顺序的太阳能电池片平面法向在星体本体系下的坐标为U₁、U₂、U₃、U₄、U₅、U₆、U₇、U₈；在8个通道的电流信号中选择最大的4个电流I₁、I₂、I₃、I₄及相应的坐标U₁、U₂、U₃、U₄。

优选地，所述步骤2包括步骤：