基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统，包括：测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息；将与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量；直接获取本星星上姿态敏感器的测量信息；通过双矢量定姿，将所述相对位置信息、所述星间矢量和所述测量信息进行融合，形成航天器姿态信息，根据所述航天器姿态信息进行航天器三轴姿态确定。

【技术实现步骤摘要】
基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统
本专利技术涉及航天器定姿
，特别涉及一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统。
技术介绍
在现有文献中，有一部分文献对通过星间通讯对合作目标进行类GPS的多航天器协同导航进行了研究，也有一部分文献针对非合作目标，运用陀螺和星间测量信息，结合滤波方法，对非合作目标的相对导航和相对姿态确定进行了研究。可以看出，现有文献都着重对如何运用星间测量信息和星上其它敏感器信息来确定本星和目标星之间的相对姿态进行了研究，而忽略了星间测量信息其实就和星上其它敏感器信息一样，能够在一定程度上反映本星的姿态特征的基本事实，从而忽视了对充分将星间测量信息和星上其它敏感器信息联合起来确定本星的三轴姿态的研究，更没有充分利用本星和目标星之间的星间测量信息确定本星三轴姿态的工程实例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统，以解决现有的姿态确定精度方法没有充分利用星上有效资源的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，其特征在于，该方法包括：/n测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息；/n将与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量；/n直接获取本星星上姿态敏感器的测量信息；/n通过双矢量定姿，将所述相对位置信息、所述星间矢量和所述测量信息进行融合，形成航天器姿态信息，根据所述航天器姿态信息进行航天器三轴姿态确定。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，其特征在于，该方法包括：
测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息；
将与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量；
直接获取本星星上姿态敏感器的测量信息；
通过双矢量定姿，将所述相对位置信息、所述星间矢量和所述测量信息进行融合，形成航天器姿态信息，根据所述航天器姿态信息进行航天器三轴姿态确定。


2.如权利要求1所述的基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，其特征在于，所述基于与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量包括：
航天器本体上的星间测量光电伺服机构测量得到能够使自身视线轴对准目标星的视线俯仰角α和偏航角β，结合航天器自身视线轴在尚未执行对准操作时的在星间激光载荷测量坐标系中的方向矢量Pinit，以及星间测量光电伺服机构的驱动顺序为先j轴后i轴，j轴带动i轴转动，得到视线轴对准目标星后的视线轴在星间激光载荷测量坐标系中的方向矢量Pm：
Pm＝Ri(anglei)Rj(anglej)Pinit
其中，i＝y,z，j＝y,z，angley＝α，anglez＝β，且








3.如权利要求2所述的基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，其特征在于，所述基于与星间测量光电设备的视线轴对准相处的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量还包括：
设星间激光载荷测量坐标系的X轴、Y轴、Z轴在卫星本体坐标系下的方向矢量分别为Mx、My、Mz，所述星间激光载荷测量坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵为激光载荷的安装矩阵：
Mbm＝[MxMyMz]T
获得卫星本体坐标系下的星间矢量为：
Pb＝MbmPm。


4.如权利要求3所述的基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，其特征在于，测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息包括：
计算轨道系下本星和目标星之间的归一化相对位置矢量，包括：
由星上定轨模块提供本星惯性系下本星的轨道位置RAi和速度VAi，以及本星惯性系下目标星的轨道位置RBi，计算本星惯性系下本星指向目标星的归一化位置矢量：
PABi＝[RBi-RAi]；
对所述本星惯性系下本星指向目标星的归一化位置矢量PABi进行归一化，得到uPABi；
对本星惯性系下本星的轨道位置RAi和速度VAi进行归一化，得到相应的单位矢量uRAi＝[rxryrz]T和uVAi＝[vxvyvz]T，并通过计算得到本星惯性系到轨道系的转换矩阵MAoi：
MAoi[0][0]＝-(uRAi·uVAi)rx+(uRAi·uRAi)vx；
MAoi[0][1]＝-(uRAi·uVAi)ry+(uRAi·uRAi)vy；
MAoi[0][2]＝-(uRAi·uVAi)rz+(uRAi·uRAi)vz；
MAoi[1][0]＝vyrz-vzry；
MAoi[1][1]＝vzrx-vxrz；
MAoi[1][2]＝vxry-vyrx；
MAoi...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷，容建刚，张科科，刘善伍，王俊，孙国文，
申请(专利权)人：中国科学院微小卫星创新研究院，上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海;31