[发明专利]一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法

摘要

一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法，本发明涉及星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法。本发明的目的是为了解决现有星敏感器标定方法不能较好地完成对星敏感器的安装矩阵误差的标定，以及不能定期对星敏感器安装矩阵和导航系统偏差进行标定和校正的问题。按以下方案实现一信息θt,m和Xt,m；二建立姿态信息和轨道参数信息测量模型；三确定和四计算和五求取算术平均值；六建立星敏感器实际的姿态安装矩阵和轨道参数信息校正模型；七确定Δθ的方向；八对六进行校正；九进行姿态确定和轨道参数信息确定；十每隔N个姿态重新执行。本发明应用于卫星姿态确定技术与卫星导航技术领域。

主权项

一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法，其特征在于，一种星敏感器安装误差矩阵与导航系统星地联合标定与校正的方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一：在卫星星下点轨迹下的固定空间坐标上建立M个地面测量接收站，卫星向M个建立好的地面测量接收站发射激光信息，激光信息包括卫星姿态信息θt,m和轨道参数信息Xt,m数据，M为正整数；步骤二：地面测量接收站对步骤一中的卫星姿态信息θt,m和轨道参数信息Xt,m进行测量，得到地面测量接收站测量到的卫星姿态信息θt,m和地面测量接收站测量到的轨道参数信息Xt,m，并建立卫星姿态信息测量模型和轨道参数信息测量模型；步骤三：利用多矢量定姿方法结合步骤二中得到的卫星姿态信息测量模型，计算出由地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值利用卫星轨道动力学模型，结合滤波方法计算出由地面测量接收站确定的轨道参数信息估计值将由地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值和由地面测量接收站确定轨道参数信息估计值进行存储；步骤四：卫星姿态确定系统利用星敏感器测量到的卫星姿态信息θt,n、卫星姿态运动学、卫星姿态动力学模型和滤波方法计算出星敏感器测量到的卫星姿态信息的估计值并进行存储；卫星自主导航系统利用星敏感器测量到的轨道参数信息Xt,n、轨道动力学模型和滤波方法计算出星敏感器测量到的轨道参数信息的估计值并进行存储；步骤五：对步骤三中的由地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值和由地面测量接收站确定的轨道参数信息估计值求取算术平均值，即：消除系统随机测量误差；其中，所述为地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值的算术平均值；为地面测量接收站确定的轨道参数信息估计值的算术平均值；对步骤四中星敏感器测量到的卫星姿态信息的估计值和星敏感器测量到的轨道参数信息估计值求取算术平均值，即：消除系统随机测量误差；其中，所述为星敏感器测量到的卫星姿态信息估计值的算术平均值；为星敏感器测量到的轨道参数信息估计值的算术平均值；步骤六：建立星敏感器实际的姿态安装矩阵和轨道参数信息校正模型；步骤七：将步骤五中得到的地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值的算术平均值和地面测量接收站确定的轨道参数信息估计值的算术平均值发送给卫星，卫星将步骤五中得到的星敏感器测量到的卫星姿态信息估计值的算术平均值与步骤五中得到的地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值的算术平均值作差，即：姿态误差角信息Δθ为：卫星将步骤五中得到的星敏感器测量到的轨道参数信息估计值的算术平均值与步骤五中得到的地面测量接收站确定的轨道参数信息估计值的算术平均值作差，即：轨道参数误差信息ΔX为：利用步骤五中地面测量接收站确定的卫星姿态信息估计值的算术平均值步骤五中星敏感器测量到的卫星姿态信息估计值的算术平均值和星敏感器实际的姿态安装矩阵Tti：确定姿态误差角信息Δθ的正负方向；式中，为星敏感器输出的卫星相对于惯性坐标系下的姿态矩阵；为星敏感器误差安装矩阵；步骤八：将步骤七得到的具有正负方向的姿态误差角信息Δθ和轨道参数误差信息ΔX代入星敏感器误差安装矩阵和步骤六中的轨道参数信息校正模型，对步骤六中的星敏感器安装矩阵和轨道参数信息进行校正；步骤九：利用卫星结合姿态动力学、运动学方程和轨道动力学方程对步骤八中校正后的星敏感器安装矩阵和轨道参数信息进行姿态确定和轨道参数信息确定；步骤十：每隔N个姿态，重新执行步骤一至步骤九。