[发明专利]一种卫星自主定位方法及卫星自主导航方法

摘要

本发明提出了一种卫星自主定位方法，其包含以下步骤：S1、通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面标志点方向矢量观测信息；S2、建立地面标志点方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；S3、通过卫星所携带星敏感器获取恒星星光方向矢量观测信息；S4、建立恒星星光方向矢量观测信息与卫星位置之间的等式关系；S5、对步骤S2与S4中的等式关系进行求解，获得卫星位置信息。其优点是：利用光学载荷以及星敏感器分别获取恒星、地面标志点相对于卫星的方向矢量信息，并作为量测量，据此建立地面标志点矢量解算方程和恒星矢量解算方程，结合恒星星点坐标以及标志点坐标，获得待求卫星定位数据，对空间遥感卫星的自主导航提供了技术支撑。

主权项

1.一种卫星自主定位方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、通过卫星所携带光学载荷探测器获取地面标志点的方位角、高低角；步骤S1具体包含：S11、建立载荷探测器坐标系D_C以及卫星本体坐标系D_b；S12、地面标志点对应在载荷像平面上的坐标为(x₁,y₁)，载荷焦距为f₁，在载荷探测器坐标系D_C中，地面标志点的方位角β₁以及高低角α₁计算如下：S2、建立地面标志点的方位角、高低角与卫星在地心惯性坐标系中位置之间的等式关系；步骤S2具体包含：S21、令地面标志点在地心固联坐标系中的位置信息为(X_标志,Y_标志,Z_标志)，令卫星在地心惯性坐标系中的位置信息为(x，y，z)，将地面标志点位置信息以及卫星位置信息统一至地心惯性坐标系下；S22、地面标志点的方位角β₁以及地面标志点的高低角α₁计算如下：其中，R_{惯性‑地心固联}为地心固联坐标系向惯性坐标系之间的转换矩阵；S3、通过卫星所携带星敏感器获取恒星星光的方位角、高低角；所述步骤S3具体包含：S31、建立星敏感器坐标系D_S；S32、恒星星点对应在星敏感器像平面上的坐标为(x₂,y₂)，星敏感器焦距为f₂，在星敏感器坐标系D_S中，恒星星光的方位角β₂以及高低角α₂计算如下：S4、建立恒星星光的方位角、高低角与卫星在地心惯性坐标系中位置之间的等式关系；步骤S4具体包含：S41、令恒星在地心惯性坐标系中的位置方向信息为(X_恒星方向，Y_恒星方向，Z_恒星方向)，令卫星在地心惯性坐标系中的位置信息为(x，y，z)；S42、恒星星光的方位角β₂以及高低角α₂计算如下：S5、联立等式(1)与(2)，联立等式(3)与(4)；对联立后的等式进行求解，获得卫星在地心惯性坐标系中的位置信息(x，y，z)。