專(zhuān)利名稱(chēng)：星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空間技術(shù)，具體說(shuō)就是一種星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
載體利用高精度的星敏感器姿態(tài)信息過(guò)程如下首先要通過(guò)星敏感器得到星敏測(cè)量坐標(biāo)系在慣性坐標(biāo)系中的姿態(tài)，然后通過(guò)星敏測(cè)量坐標(biāo)系與星敏感器立方鏡坐標(biāo)系的關(guān)系轉(zhuǎn)換矩陣、星敏感器立方鏡坐標(biāo)系與載體立方鏡坐標(biāo)系，載體立方鏡坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，最后求得載體坐標(biāo)系在慣性坐標(biāo)系下的姿態(tài)。由于星敏感器出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)標(biāo)定了星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與星敏感器立方鏡坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣和載體立方鏡坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，因此用戶(hù)只需要標(biāo)定星敏感器立方鏡坐標(biāo)系與載體立方鏡坐標(biāo)系之間的關(guān)系。為了使載體利用星敏感器的姿態(tài)后能獲得高精度的姿態(tài)信息，必須選擇高精度的標(biāo)定方法來(lái)標(biāo)定星敏感器立方鏡與載體坐標(biāo)系之間的關(guān)系。當(dāng)前標(biāo)定星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣方法主要采用立方鏡法。 立方鏡法是通過(guò)在星敏感器和載體上設(shè)置立方鏡作為光學(xué)基準(zhǔn)，根據(jù)經(jīng)緯儀測(cè)量星敏感器立方鏡與載體立方鏡反射面之間的關(guān)系，來(lái)確定星敏感器和載體的安裝姿態(tài)。立方鏡法是在載體和星敏感器上各安裝一個(gè)立方鏡，通過(guò)測(cè)量由星敏感器立方鏡三個(gè)鏡面法線(xiàn)所組成的坐標(biāo)系ob-n2m2li2相對(duì)于基準(zhǔn)立方鏡坐標(biāo)系…-叫！^!^的姿態(tài)以及基準(zhǔn)立方鏡三個(gè)鏡面法線(xiàn)所組成的坐標(biāo)系Oj-nAki相對(duì)于載體立方鏡坐標(biāo)系Α-ηρΑ的姿態(tài)，從而計(jì)算出星敏感器坐標(biāo)系o2-W2相對(duì)于載體坐標(biāo)系O1-X1Y1Z1姿態(tài)。目前立方鏡鏡面法線(xiàn)測(cè)量通常采用經(jīng)緯儀布站的方法。首先標(biāo)定基準(zhǔn)立方鏡坐標(biāo)系h-riAki與載體立方鏡坐標(biāo)系Ob-n^ki之間的關(guān)系，通過(guò)經(jīng)緯儀自準(zhǔn)直和互瞄可以測(cè)得鏡面法線(xiàn)矢量。測(cè)量時(shí)首先要建立基準(zhǔn)立方鏡坐標(biāo)系…-!！諷!^和載體立方鏡坐標(biāo)系Α-ηρΑ的關(guān)系。設(shè)通過(guò)經(jīng)緯儀布站測(cè)量得到基準(zhǔn)立方鏡的鏡面法線(xiàn)矢量承、fhx, &在載體立方鏡坐標(biāo)系(^-!！沖九下的方向余弦分別為
權(quán)利要求
1. 一種星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)定方法，其特征在于步驟如下步驟一計(jì)算載體坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系的三軸姿態(tài)；步驟二 利用載體坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系的三軸姿態(tài)計(jì)算載體坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系姿態(tài)矩陣類(lèi)(外民㈧；步驟三控制星敏感器開(kāi)始拍攝星圖并采用UTC時(shí)間記錄拍攝星圖的時(shí)間，從該星圖中提取星像坐標(biāo)，采用星圖識(shí)別算法識(shí)別提取的所有星像坐標(biāo)，利用識(shí)別結(jié)果計(jì)算星敏感器在J2000.0坐標(biāo)系下的姿態(tài)；步驟四利用公式[ER] = Rz( θ g)，式中θ g是真恒星時(shí)，以及步驟三記錄的拍攝星圖的時(shí)間計(jì)算星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系在WGS84坐標(biāo)系下的姿態(tài)； 步驟五利用公式
全文摘要
本發(fā)明提供一種星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣的標(biāo)定方法。步驟包括計(jì)算載體坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系的三軸姿態(tài)；計(jì)算載體坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系姿態(tài)矩陣?yán)霉絒ER]＝Rz(θg)，計(jì)算星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系在WGS84坐標(biāo)系下的姿態(tài)；利用公式計(jì)算星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系下姿態(tài)；計(jì)算星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系在天-東-北坐標(biāo)系下的姿態(tài)矩陣A(q天-北-東)。本發(fā)明避免載體坐標(biāo)系與載體立方鏡坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣帶來(lái)的誤差，隨時(shí)標(biāo)定星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，標(biāo)定不受時(shí)間和空間的限制，避免由于長(zhǎng)時(shí)間后載體的震動(dòng)而造成星敏感器測(cè)量坐標(biāo)系與載體坐標(biāo)系的偏差。
文檔編號(hào)G01C25/00GK102279002SQ20111017410
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者奚伯齊, 李清華, 李葆華, 陳希軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)