技術(shù)特征：

1.一種面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于，步驟如下：

(1)以GEO目標(biāo)衛(wèi)星為在軌服務(wù)對(duì)象，將兩個(gè)空間機(jī)器人分別設(shè)為主星和子星，設(shè)計(jì)主星和子星編隊(duì)飛行構(gòu)型及軌道參數(shù)；

(2)根據(jù)計(jì)算的主星和子星相對(duì)距離，判斷子星是否滿足星敏感器觀測(cè)距離要求，滿足則進(jìn)入步驟(3)，否則進(jìn)入步驟(10)；

(3)根據(jù)解算的太陽(yáng)、地球和子星三者位置關(guān)系，判斷子星是否處在太陽(yáng)光照區(qū)，是則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(10)；

(4)根據(jù)解算的地球、主星和子星三者位置關(guān)系，判斷地球是否進(jìn)入星敏感器視場(chǎng)，是則進(jìn)入步驟(5)，否則進(jìn)入步驟(10)；

(5)根據(jù)計(jì)算的子星可視星等，判斷子星可視星等是否小于星敏感器可觀測(cè)閾值，是則進(jìn)入步驟(6)，否則進(jìn)入步驟(10)；

(6)根據(jù)計(jì)算的子星相對(duì)主星方向矢量與星敏感器光軸指向夾角，判斷子星是否在星敏感器視場(chǎng)范圍內(nèi)，是則進(jìn)入步驟(7)，否則利用萬(wàn)向軸調(diào)整星敏感器光軸指向后，繼續(xù)判斷子星是否在星敏感器視場(chǎng)范圍內(nèi)，是則進(jìn)入步驟(7)，否則進(jìn)入(10)；

(7)根據(jù)計(jì)算的子星在星敏感器二維像面陣坐標(biāo)，判斷子星是否在星敏感器二維像面陣內(nèi)，是則進(jìn)入步驟(7)，否則進(jìn)入步驟(10)；

(8)計(jì)算子星相對(duì)衛(wèi)星的理論方向矢量和方位角與俯仰角，進(jìn)入步驟(9)；

(9)根據(jù)步驟(8)所得子星相對(duì)衛(wèi)星的理論方向矢量和方位角與俯仰角，調(diào)整主星星敏感器光軸與理論方向矢量一致，對(duì)小行星進(jìn)行真實(shí)觀測(cè)，并建立觀測(cè)模型，進(jìn)入步驟(10)；

(10)結(jié)束觀測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(1)中的軌道參數(shù)包括軌道半長(zhǎng)軸a、軌道偏心率e、軌道傾角i、升交點(diǎn)赤經(jīng)Ω、近地點(diǎn)幅角ω、過(guò)近地點(diǎn)時(shí)刻t_p。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(2)中判斷子星是否滿足星敏感器觀測(cè)距離要求過(guò)程如下：

計(jì)算主星相對(duì)子星距離δr⁽¹⁰⁾，判斷其是否滿足條件

L_min≤δr⁽¹⁰⁾≤L_max (1)

其中，δr⁽¹⁰⁾＝|δr⁽¹⁰⁾|＝|r⁽¹⁾-r⁽⁰⁾|，r⁽⁰⁾和r⁽¹⁾為主星和子星位置矢量；L_min和L_max為星間觀測(cè)所需最小和最大距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(3)中判斷子星是否處在太陽(yáng)光照區(qū)過(guò)程如下：

分析地球陰影范圍以及子星運(yùn)行穿過(guò)該陰影區(qū)的臨界條件，設(shè)子星位置矢量r⁽¹⁾與太陽(yáng)位置矢量r^(sun)夾角為ψ，子星進(jìn)入和離開地球陰影范圍的臨界夾角為ψ_cri，則子星處在太陽(yáng)光照區(qū)需要滿足條件：

ψ＜ψ_cri (2)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(4)中判斷地球是否進(jìn)入星敏感器視場(chǎng)過(guò)程如下：

設(shè)主星位置矢量r⁽⁰⁾和主星相對(duì)子星方向矢量δr⁽¹⁰⁾的夾角為θ，由于被地球遮擋導(dǎo)致背景光線過(guò)弱的臨界條件是子星相對(duì)主星方向矢量δr⁽¹⁰⁾與地球邊緣相切，定義此臨界夾角為θ_cri，則地球未進(jìn)入星敏感器視場(chǎng)條件為：

θ＞θ_cri (3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(5)中判斷子星可視星等是否小于星敏感器可觀測(cè)閾值過(guò)程如下：

引入可視星等概念分析子星的可見(jiàn)性，星等值越小，表明天體越亮；反之，天體則越暗；設(shè)星敏感器可觀測(cè)閾值為m_thr，子星可視星等為m，子星被觀測(cè)到其可視星等需要滿足條件

m＜m_thr (4)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(6)中判斷子星是否在星敏感器視場(chǎng)范圍內(nèi)過(guò)程如下：

設(shè)子星相對(duì)主星方向矢量δr⁽¹⁰⁾與星敏感器光軸指向矢量夾角為星敏感器視場(chǎng)角為FOV，則方向矢量δr⁽¹⁰⁾在星敏感器視場(chǎng)范圍內(nèi)需要滿足條件

如果相對(duì)矢量δr⁽¹⁰⁾不在視場(chǎng)范圍內(nèi)，利用萬(wàn)向軸調(diào)整星敏感器光軸指向，使其進(jìn)入視場(chǎng)范圍，如果轉(zhuǎn)動(dòng)后仍不能進(jìn)入視場(chǎng)，則無(wú)法觀測(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(7)中判斷子星是否在星敏感器二維像面陣內(nèi)過(guò)程如下：

根據(jù)子星相對(duì)主星方向矢量δr⁽¹⁰⁾投影在星敏感器二維像面陣的幾何關(guān)系，解其坐標(biāo)為設(shè)二維像面陣長(zhǎng)度和寬度分別為IP_longth和IP_width，則子星在像平面坐標(biāo)需要滿足條件

$\left|x_p^{\left(10\right)}\right|\<\frac{{\mathrm{IP}}_{longth}}{2}---\left(6a\right)$

$\left|y_p^{\left(10\right)}\right|\<\frac{{\mathrm{IP}}_{width}}{2}---\left(6b\right)$

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(8)中計(jì)算子星相對(duì)主星理論方向矢量和方位角與俯仰角具體為：

子星相對(duì)主星單位方向矢量由星敏感器獲得，即得子星相對(duì)主星方位角α與俯仰角δ，主星和子星相對(duì)距離|δr⁽¹⁰⁾|由星間鏈路獲得，由此得到子星相對(duì)主星的理論方向矢量δr⁽¹⁰⁾

${\mathrm{\δr}}^{\left(10\right)}=\mathrm{\δ}{\hat{r}}^{\left(10\right)}\·\left|{\mathrm{\δr}}^{\left(10\right)}\right|---\left(7\right)$

其中，

子星相對(duì)主星方位由方位角和俯仰角描述，在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系o_b-x_by_bz_b中，定義方位角α為δr⁽¹⁰⁾在o_b-y_bz_b平面的投影與y_b軸夾角，俯仰角δ為δr⁽¹⁰⁾與x_b軸夾角，表示為

$\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{{\mathrm{\δr}}_{bz}^{\left(10\right)}}{{\mathrm{\δr}}_{by}^{\left(10\right)}}\right)---\left(8a\right)$

$\mathrm{\δ}=\arcsin \left(\frac{{\mathrm{\δr}}_{bx}^{\left(10\right)}}{\left|{\mathrm{\δr}}_b^{\left(10\right)}\right|}\right)---\left(8b\right)$

其中，是地心慣性坐標(biāo)系相對(duì)本體坐標(biāo)系姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向GEO衛(wèi)星在軌服務(wù)的空間多機(jī)器人相對(duì)觀測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(9)具體為：

根據(jù)步驟(8)所得子星相對(duì)衛(wèi)星理論方向矢量和方位角與俯仰角，主星采用萬(wàn)向軸調(diào)整星敏感器光軸指向理論方向矢量一致，并利用星敏感器進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，輸出子星相對(duì)主星單位方向矢量真實(shí)測(cè)量值由主星和子星之間星間鏈路的實(shí)際測(cè)量值|δr^(Ast0)|_mes，得小行星相對(duì)衛(wèi)星單位方向矢量真實(shí)觀測(cè)模型為：

${\mathrm{\δr}}_{mes}^{\left(Ast0\right)}=\mathrm{\δ}{\hat{r}}_{mes}^{\left(Ast0\right)}\·|{\mathrm{\δr}}^{\left(Ast0\right)}{|}_{mes}---\left(9\right).$