一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法
【專利摘要】一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法，適用于衛(wèi)星在成像過程中三軸均具有主動旋轉(zhuǎn)角速度時的姿態(tài)控制過程。傳統(tǒng)的成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法均只適用于衛(wèi)星滾動和俯仰姿態(tài)接近于零的情況。而本發(fā)明方法在獲取偏流角時，選取衛(wèi)星當(dāng)前目標(biāo)姿態(tài)為參考基準(zhǔn)，在偏流角的求解過程中首先求解了偏流角的增量，該增量相對于衛(wèi)星當(dāng)前時刻的偏航角而言，并將更新后的參考姿態(tài)矩陣作為姿態(tài)控制時的目標(biāo)姿態(tài)矩陣，使得衛(wèi)星姿態(tài)能夠跟蹤上目標(biāo)姿態(tài)。本發(fā)明方法既能夠滿足動中成像對衛(wèi)星姿態(tài)控制的需求，也可以用于傳統(tǒng)衛(wèi)星的成像過程姿態(tài)控制，使得衛(wèi)星的姿態(tài)控制更加靈活。
【專利說明】一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星姿態(tài)控制領(lǐng)域，涉及一種成像衛(wèi)星的姿態(tài)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的，對地觀測衛(wèi)星在成像時，其滾動、俯仰姿態(tài)均處于穩(wěn)定狀態(tài)，即滾動、俯仰姿態(tài)角速度接近于零，衛(wèi)星依靠軌道運行速度實現(xiàn)對地面目標(biāo)的推掃，推掃方向與衛(wèi)星飛行方向平行。為了提高 衛(wèi)星的成像效率，或?qū)崿F(xiàn)非平行于衛(wèi)星飛行方向的條帶推掃，衛(wèi)星逐漸發(fā)展了一種動中成像模式。在動中成像過程中，衛(wèi)星將具有一個主動的推掃角速度，此時衛(wèi)星的滾動、俯仰姿態(tài)角速度均不再為零，且將隨時間變化。
[0003]衛(wèi)星在成像時，需要進(jìn)行偏流角修正，來保證衛(wèi)星上相機的推掃方向與像移的速度方向一致，從而實現(xiàn)推掃成像。對動中成像衛(wèi)星來說，為了保證相機的推掃方向與像移的速度方向一致，同樣也需要進(jìn)行偏流角的主動控制。但是，由于衛(wèi)星在滾動和俯仰方向上具有主動的旋轉(zhuǎn)角速度，因此導(dǎo)致動中成像時的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法與穩(wěn)態(tài)時存在較大差異。
[0004]傳統(tǒng)的衛(wèi)星只涉及到穩(wěn)定姿態(tài)時的成像，并且衛(wèi)星的偏航軸控制過程中未考慮滾動和俯仰角速度對控制的影響，因此已經(jīng)不能滿足更高的動中成像要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對動中成像過程中衛(wèi)星的滾動和俯仰方向均存在姿態(tài)角速度的情況，提出了一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星的姿態(tài)控制方法，能夠滿足動中成像對衛(wèi)星姿態(tài)控制的需求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法，包括如下步驟:
[0007](I)獲取衛(wèi)星當(dāng)前時刻的目標(biāo)滾動角Φ,、目標(biāo)俯仰角和目標(biāo)偏航角Ψ,，建立參考姿態(tài)坐標(biāo)系；所述的參考姿態(tài)坐標(biāo)系與軌道坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣用Clffl來表示，
【權(quán)利要求】
1.一種基于增量式偏流角的動中成像衛(wèi)星姿態(tài)控制方法，其特征在于包括如下步驟: (1)獲取衛(wèi)星當(dāng)前時刻的目標(biāo)滾動角Φρ目標(biāo)俯仰角θρ和目標(biāo)偏航角建立參考姿態(tài)坐標(biāo)系；所述的參考姿態(tài)坐標(biāo)系與軌道坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣用CR()來表示，
【文檔編號】G05B17/00GK103955138SQ201410151609
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】田科豐, 雷擁軍, 宗紅, 姚寧, 何海鋒, 朱琦, 呂高見, 傅秀濤, 綦艷霞, 潘立鑫, 李晶心 申請人:北京控制工程研究所