【技术实现步骤摘要】
一种用于微小卫星的MEMS陀螺在轨常值漂移标定方法和系统
本专利技术涉及航天器姿态确定与控制领域。更具体的，涉及一种用于微小卫星的MEMS陀螺在轨常值漂移标定方法和系统。
技术介绍
微小卫星由于体积小、质量轻、性能好、研制周期短、成本低、发射方式灵活等优势，现已在通信、遥感、导航、科学探索等领域获得了广泛应用，成为当前航天发展的重要发展方向之一，并显示了良好的经济和社会效益。全球各国都高度重视维纳卫星产业发展，从2015年起中国微小产业开始“井喷式”发展。预计五到十年，以微小卫星星座建设运营为牵引的中国维纳卫星产业将迎来黄金发展期。MEMS陀螺作为微小卫星不可缺少的姿态测量敏感器，成本低，体积小、质量轻的MEMS陀螺在微小卫星的应用上具有重大前景。而由于MEMS陀螺在地面环境和空间飞行条件下的漂移率有很大差别，且零偏重复性和稳定性较差，如果不进行零位补偿随着时间变化将存在较大的测量误差，所以必须在实际飞行状态下估计MEMS陀螺的常值漂移，并进行补偿。因此利用星敏的测量信息对MEMS陀螺进行标定，使低成本的MEMS陀螺...
【技术保护点】
1.一种用于微小卫星的MEMS陀螺在轨常值漂移标定方法，其特征在于，包括：/n确定姿态确定系统的MEMS陀螺仪的标定模式；/n根据任务情况确定标定的时间间隔和标定所需星敏感器以及MEMS陀螺数据的组数k；/n获得当前时刻所述星敏感器输出的星本体相对惯性系的姿态四元数和MEMS陀螺数据，并判断所述姿态四元数和MEMS陀螺数据是否有效，若有效，则数据组数加1；若所述四元数和MEMS陀螺数据不同时有效，则舍弃该组数据，等待下一组数据并进行判断，直至符合条件的数据量达到k组；/n基于所述k组数据得到k个由MEMS陀螺仪测量得到的卫星本体角速度和k个由星敏感器数据得到的卫星本体角速度...
【技术特征摘要】
1.一种用于微小卫星的MEMS陀螺在轨常值漂移标定方法，其特征在于，包括：
确定姿态确定系统的MEMS陀螺仪的标定模式；
根据任务情况确定标定的时间间隔和标定所需星敏感器以及MEMS陀螺数据的组数k；
获得当前时刻所述星敏感器输出的星本体相对惯性系的姿态四元数和MEMS陀螺数据，并判断所述姿态四元数和MEMS陀螺数据是否有效，若有效，则数据组数加1；若所述四元数和MEMS陀螺数据不同时有效，则舍弃该组数据，等待下一组数据并进行判断，直至符合条件的数据量达到k组；
基于所述k组数据得到k个由MEMS陀螺仪测量得到的卫星本体角速度和k个由星敏感器数据得到的卫星本体角速度，基于所述k个由MEMS陀螺仪测量得到的卫星本体角速度和k个由星敏感器数据得到的卫星本体角速度得到所述MEMS陀螺仪在卫星本体相对惯性系下测量角速度的常值漂移，并对计算结果进行判断，若超出阈值则标定失败重新进行标定，若标定成功则将标定结果返回所述姿态确定系统，用于对所述MEMS陀螺仪测量的角速度进行零位补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述标定模式包括：
模式一：按照预定时间间隔自主标定；模式二：遇到所述MEMS陀螺仪开机重启时标定；模式三：按照预定时间间隔自主标定，并在遇到所述MEMS陀螺仪开机重启时进行标定。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述基于所述k组数据得到k个由星敏感器数据得到的卫星本体角速度包括：
将由星敏感器获得的本时刻星本体相对惯性系的姿态四元数qib＝[q0ib；q1ib；q2ib；q3ib]和上一时刻星本体相对惯性系的姿态四元数pib＝[p0ib；p1ib；p2ib；p3ib]作为一组数据进行计算；
连续两帧姿态四元数的差值Δq的计算公式为：
Δq＝mat(pib)T·qib…………(1)
其中，mat(pib)为欧拉四元数pib四个分量组成的矩阵：
对所述差值Δq进行归一化处理Δq＝Δq/||Δq||，Δq的四元数表达式为：Δq＝[Δq0；Δq1；Δq2；Δq3]，基于小角度原则得到星敏感器测量的卫星本体角速度ωs为：
其中，dt即为Δt，指两组数据之间的时间间隔；根据公式(1)-(3)对所述k组数据进行计算得到k个由星敏感器数据得到的卫星本...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨曼，陈杨，辛星，霍宏伟，文雯，翟峻仪，方子今，
申请(专利权)人：航天科工空间工程发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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