一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法技术

本发明专利技术涉及一种脉冲星搜索方法，特别涉及一种基于卫星姿态控制进行脉冲星搜索的方法，属于航天器姿态确定与控制技术领域。本发明专利技术在安装误差未知的情况下，按螺旋顺序对天区分段驻留，逐渐扩大搜索范围，最终使得脉冲星进入敏感器视场，从而确定脉冲星方向。

【技术实现步骤摘要】
一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法
本专利技术涉及一种脉冲星搜索方法，特别涉及一种基于卫星姿态控制进行脉冲星搜索的方法，属于航天器姿态确定与控制

技术介绍
脉冲星敏感器的安装误差会使得敏感器指向存在误差，但是脉冲星敏感器的视场很小，很小的指向误差就会导致脉冲星偏出视场，无法进行脉冲星地观测，因此必须对脉冲星敏感器进行安装误差标定。然而对敏感器进行误差标定需要利用脉冲星的方位信息，如果敏感器不能观测到脉冲星，就无法进行安装误差标定。因此问题就在于如何在安装误差未知的情况下，进行方向搜索，使得脉冲星进入敏感器视场内。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，该方法在安装误差未知的情况下，按螺旋顺序对天区分段驻留，逐渐扩大搜索范围，最终使得脉冲星进入敏感器视场，从而确定脉冲星方向。本专利技术的技术解决方案是：一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，当卫星在惯性空间指向不变时，脉冲星与敏感器视轴的相对方位是固定的，因此敏感器的安装误差等价于脉冲星的方向误差；脉冲星敏感器的观测特点又要求对某个天区指向凝视一段时间(至少300秒)之后才能敏感到脉冲星。因此对脉冲星的搜索既要完全覆盖搜索的天区，又要在各个方向上驻留一段时间，该方法的步骤包括：(1)以脉冲星的标称位置为中心，将天区划分为九宫格的形式；其中，九宫格的中心为1号区域，1号区域的中心为脉冲星的标称位置，2号区域在1号区域的右方，3号区域在2号区域的上方，4号区域在3号区域的左方，5号区域在4号区域的左方，6号区域在5号区域的下方，7号区域在6号区域的下方，8号区域在7号区域的右方，9号区域在8号区域的右方，9号区域在2号区域的下方，九宫格的九个区域均为正方形，且每个区域的边长均相等，每个区域的边长不大于敏感器视场的1/3；设定时间不小于300s；(2)控制卫星的姿态使敏感器指向1号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(3)控制卫星的姿态使敏感器指向2号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(4)控制卫星的姿态使敏感器指向3号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(5)控制卫星的姿态使敏感器指向4号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(6)控制卫星的姿态使敏感器指向5号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(7)控制卫星的姿态使敏感器指向6号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(8)控制卫星的姿态使敏感器指向7号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(9)控制卫星的姿态使敏感器指向8号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(10)控制卫星的姿态使敏感器指向9号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(11)在步骤(1)的九宫格的基础上向外扩展为二十五宫格，该二十五宫格中的二十五个区域也均为正方形且每个区域的边长与九宫格中每个区域的边长相等；(12)控制卫星的姿态使敏感器指向10号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；…(13)控制卫星的姿态使敏感器指向25号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(14)在步骤(11)的二十五宫格的基础上继续向外扩展(继续向外扩展的含义是扩展后的N宫格是以1号区域为中心的M*M矩阵，N＝M*M，M为3、5、7、…，比如M＝3时得到九宫格，M＝5时得到二十五宫格，M＝7时得到四十九宫格，…，指向时以1号区域为开始，按照螺旋方式向外依次指向其他区域，比如九宫格中，敏感器的指向顺序为1号区域、2号区域、3号区域、4号区域、5号区域、6号区域、7号区域、8号区域、9号区域，…；)，直至搜索到脉冲星。上述的步骤中，设定敏感器是安装在卫星的-Z轴上，则从敏感器指向1号区域中心并驻留凝视，直至敏感器指向9号区域中心并驻留凝视过程中，即在上述的步骤(1)-(14)的搜索过程中，需要控制卫星的X轴指向和Y轴指向不变；以敏感器指向1号区域中心并驻留凝视时卫星的Y轴指向作为初值用YI1表示；敏感器指向2号区域中心并驻留凝视时卫星的X轴指向计算方法为：XI2＝YI1×ZI2，其中，ZI2为2号区域中心的惯性负方向，并对XI2作归一化处理，得到卫星的X轴指向；敏感器指向2号区域中心并驻留凝视时卫星的Y轴指向计算方法为：YI2＝ZI2×XI2，并对YI2作归一化处理，得到卫星的Y轴指向。敏感器指向3号区域中心并驻留凝视时卫星的X轴指向计算方法为：XI3＝YI2×ZI3，其中，ZI3为3号区域中心的惯性负方向，并对XI3作归一化处理，得到卫星的X轴指向；敏感器指向3号区域中心并驻留凝视时卫星的Y轴指向计算方法为：YI3＝ZI3×XI3，并对YI3作归一化处理，得到卫星的Y轴指向。敏感器指向4号区域中心并驻留凝视时卫星的X轴指向计算方法为：XI4＝YI3×ZI4，其中，ZI4为4号区域中心的惯性负方向，并对XI4作归一化处理，得到卫星的X轴指向；敏感器指向4号区域中心并驻留凝视时卫星的Y轴指向计算方法为：YI4＝ZI4×XI4，并对YI4作归一化处理，得到卫星的Y轴指向。…同理，得到敏感器指向其他各个区域中心并驻留凝视时卫星的X轴指向和Y轴指向。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)可以在敏感器安装误差未知的情况下，控制卫星姿态进行脉冲星的搜索。(2)搜索的天区范围可扩展，搜索起始天区可以选择，搜索可实现对目标天区的全覆盖。(3)本专利技术涉及一种脉冲星搜索方法，特别涉及一种基于卫星姿态控制进行脉冲星搜索的方法，属于航天器姿态确定与控制
本专利技术在安装误差未知的情况下，按螺旋顺序对天区分段驻留，逐渐扩大搜索范围，最终使得脉冲星进入敏感器视场，从而确定脉冲星方向。附图说明图1为本专利技术方法的流程框图；图2为本专利技术的九宫格的示意图；图3为本专利技术的二十五宫格的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的介绍。实施例1如图1和图2所示，为本专利技术提出的一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，当卫星在惯性空间指向不变时，脉冲星与敏感器视轴的相对方位是固定的，因此敏感器的安装误差等价于脉冲星的方向误差；脉冲星敏感器的观测特点又要求对某个天区指向凝视一段时间(至少300秒)之后才能敏感到脉冲星。因此对脉冲星的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)以脉冲星的标称位置为中心，将天区划分为九宫格的形式；(2)控制卫星的姿态使敏感器指向1号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(3)控制卫星的姿态使敏感器指向2号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(4)控制卫星的姿态使敏感器指向3号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(5)控制卫星的姿态使敏感器指向4号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(6)控制卫星的姿态使敏感器指向5号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(7)控制卫星的姿态使敏感器指向6号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(8)控制卫星的姿态使敏感器指向7号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(9)控制卫星的姿态使敏感器指向8号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(10)控制卫星的姿态使敏感器指向9号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(11)在步骤(1)的九宫格的基础上向外扩展为二十五宫格；(12)控制卫星的姿态使敏感器指向10号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；…(13)控制卫星的姿态使敏感器指向25号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(14)在步骤(11)的二十五宫格的基础上继续向外扩展，直至搜索到脉冲星。...

【技术特征摘要】
1.一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)以脉冲星的标称位置为中心，将天区划分为九宫格的形式；(2)控制卫星的姿态使敏感器指向1号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(3)控制卫星的姿态使敏感器指向2号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(4)控制卫星的姿态使敏感器指向3号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(5)控制卫星的姿态使敏感器指向4号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(6)控制卫星的姿态使敏感器指向5号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(7)控制卫星的姿态使敏感器指向6号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(8)控制卫星的姿态使敏感器指向7号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(9)控制卫星的姿态使敏感器指向8号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(10)控制卫星的姿态使敏感器指向9号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(11)在步骤(1)的九宫格的基础上向外扩展为二十五宫格；(12)控制卫星的姿态使敏感器指向10号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；…(13)控制卫星的姿态使敏感器指向25号区域的中心，并驻留凝视设定时间，凝视时间结束后，如果搜索到脉冲星，则搜索过程结束，如果没有搜索到脉冲星，则进行下一步；(14)在步骤(11)的二十五宫格的基础上继续向外扩展，直至搜索到脉冲星。2.根据权利要求1所述的一种指向驻留的螺旋分段式脉冲星搜索方法，其特征在于：九宫格的中心为1号区域，1号区域的中心为脉冲星的标称位置，2号区域在1号区域的右方，3号区域在2号区域的上方，4号区域在3号区域的左方，5号区域在4号区域的左方，6号区域在5号区域的下方，7号区...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明群，刘祥，王淑一，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11