[发明专利]一种卫星平台多星敏感器姿态自适应融合方法

权利要求书

1.一种卫星平台多星敏感器姿态自适应融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据卫星平台多台星敏感器的姿态观测信息，获取各星敏感器坐标信息在惯性系和本体系下的矢量坐标；

S2、根据各星敏感器矢量坐标在惯性系和本体系的转换关系，构建星敏观测方程；

S3、根据星敏观测方程构建最小二乘平差模型；

S4、求解最小二乘平差模型，得到观测值改正数与单位权方差的关系模型；

S5、根据观测值改正数与单位权方差的关系模型构建Helmert方差分量估计模型；

S6、判断Helmert方差分量估计模型是否存在负方差，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S8；

S7、对Helmert方差分量估计模型进行动态二次规划；

S8、判断各单位权方差是否都小于设定阈值，若是则输出多星敏感器姿态融合结果，否则进入步骤S9；

S9、对最小二乘平差模型进行重定权，返回步骤S4。

2.根据权利要求1所述的卫星平台多星敏感器姿态自适应融合方法，其特征在于，所述步骤S2中构建的星敏观测方程为：

其中V_iICS表示第i台星敏感器在惯性系下的矢量坐标，V_iBody表示第i台星敏感器在本体系下的矢量坐标，v_3×1表示星敏感器观测轴的观测误差，表示本体系到惯性系的旋转矩阵，表示姿态四元素的标量部分，和表示姿态四元素的矢量部分，i＝1,2,...,n。

3.根据权利要求2所述的卫星平台多星敏感器姿态自适应融合方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下分步骤：

S31、将星敏观测方程进行泰勒级数展开至一次项，得到：

其中Q₀＝[q₀₀ q₀₁ q₀₂ q₀₃]表示待求姿态四元素的初值，q₀表示待求姿态四元素的标量部分，q₁、q₂和q₃表示待求姿态四元素的矢量部分，dq₀表示待求姿态四元素标量部分的改正值，dq₁、dq₂和dq₃表示待求姿态四元素矢量部分的改正值；

S32、将步骤S31中展开的公式改写为矩阵形式，得到最小二乘平差模型：

V＝BX-L

其中V＝[v_i1 v_i2 v_i3]^T表示观测值的改正数，v_i1表示第i个星敏感器的x轴观测值，v_i2表示第i个星敏感器的y轴观测值，v_i3表示第i个星敏感器的z轴观测值，表示误差方程的常数项，表示待求姿态四元素改正值的系数阵，X＝[dq₀ dq₁ dq₂ dq₃]^T表示待求姿态四元素改正值的矩阵。

4.根据权利要求3所述的卫星平台多星敏感器姿态自适应融合方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：

S41、求解最小二乘平差模型，得到：

X＝N^-1W

其中N表示法方程的系数矩阵，W表示法方程的常数项矩阵，N_i表示法方程中第i类观测值的系数矩阵，W_i表示法方程中第i类观测值的常数项矩阵，B_i表示第i类观测值参数的系数阵，P_i表示第i类观测值的权阵，L_i表示误差方程第i类观测值的常数项；

S42、将求解结果代入最小二乘平差模型，得到观测值改正数与单位权方差的关系模型：

其中E(·)表示数学期望，V_i表示第i类观测值的改正数，表示第i类观测值的单位权方差，tr(·)表示矩阵的迹，n_i表示第i类观测值的个数。