多个星敏感器的优先级变更方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多个星敏感器的优先级变更方法及系统，所述多个星敏感器的优先级变更方法包括：步骤一、根据地面提供的优先权测试结果判断多个星敏感器的性能，按照性能由高至低为多个星敏感器进行排序，形成第一序列，并获取多个星敏感器的信息；步骤二、根据所述多个星敏感器的在轨实际性能，确定多个星敏感器的优先级选择矩阵，并通过所述地面测控站上注所述优先级选择矩阵；步骤三、对所述多个星敏感器进行优先级配置，完成优先级的变更；步骤四、按照变更后的优先级，按照星敏感器互判流程对多个星敏感器进行工作状态判定，得到多个星敏感器的仲裁结果；步骤五、解除优先级变更，输出多个星敏感器的真实工作状态判定，使用所述仲裁结果。用所述仲裁结果。用所述仲裁结果。

【技术实现步骤摘要】
多个星敏感器的优先级变更方法及系统


[0001]本专利技术涉及航天器姿态确定
，特别涉及一种多个星敏感器的优先级变更方法及系统。

技术介绍

[0002]随着卫星载荷任务的复杂性和困难性增加，卫星的姿态确定精度要求也随之提高。为了提高卫星的姿态确定精度，卫星配置的星敏感器数量相应增加，带有三个及以上数量的星敏感器的卫星非常普遍。
[0003]星上的星敏感器型号不同，性能不同；即便是同一厂家生产的同一型号的星敏感器，性能也存在差异。根据星敏感器的产品性能指标，地面会设定星敏感器的优先级，用于星敏感器的工作状态判定及使用顺序选择。然而卫星进入轨道后，由于空间环境与地面环境之间存在巨大差异，星敏感器的实际性能很有可能发生变化，因此，在轨运行时需要变更星敏感器使用的优先级。
[0004]星敏感器的工作状态判定和使用顺序选择与其优先级密切相关，如果不按照实际情况调整星敏感器的优先级，按照原先的优先级进行星敏感器的工作状态判定和使用选择，通过星敏感器确定的卫星姿态精度会受到影响，严重时甚至会导致卫星姿态确定精度达不到任务要求，进而导致任务失败。
[0005]目前对这种情况的解决方法是，1)禁用优先级高但性能差的星敏。该方法可以保证使用性能更佳的星敏感器用于定姿，但是禁用星敏后，星上即缺少了一个姿态信息来源，无法实现多星敏信息融合；2)通过上注软件，在软件中对三个星敏的参数重新赋值，但是星敏的数据涉及量大，更改有可能引入新的软件问题。
[0006]为了打破传统方法的局限性，消除星敏感器性能变化导致的风险，提高卫星的姿态确定精度，需要一种新的解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种多个星敏感器的优先级变更方法及系统，以解决现有的星敏感器优先级变更导致其具有性能变化风险的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多个星敏感器的优先级变更方法，所述多个星敏感器的优先级变更方法包括：
[0009]步骤一、根据地面提供的优先权测试结果判断多个星敏感器的性能，按照性能由高至低为所述多个星敏感器进行排序，形成第一序列，并获取所述多个星敏感器的信息；
[0010]步骤二、根据所述多个星敏感器的在轨实际性能，确定所述多个星敏感器的优先级选择矩阵，并通过所述地面测控站上注所述优先级选择矩阵；
[0011]步骤三、对所述多个星敏感器进行优先级配置，完成优先级的变更；
[0012]步骤四、按照变更后的优先级，按照星敏感器互判流程对所述多个星敏感器进行工作状态判定，得到所述多个星敏感器的仲裁结果；
[0013]步骤五、解除优先级变更，输出所述多个星敏感器的真实工作状态判定，使用所述仲裁结果。
[0014]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，步骤一中获取的所述多个星敏感器的信息包括：
[0015]所述多个星敏感器的自身有效标志、所述多个星敏感器的确定的惯性系定姿四元数、所述多个星敏感器的确定的卫星本体坐标系太阳矢量，以及所述多个星敏感器的确定的卫星本体坐标系地磁矢量。
[0016]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，所述步骤二中的优先级选择矩阵R
star_prior
默认为单位矩阵；
[0017]所述优先级选择矩阵的R
star_prior
的第n行向量代表第n个星敏感器的优先级权重，根据所述多个星敏感器的在轨实际性能，调换所述优先级选择矩阵的行向量实现所述多个星敏感器的优先级的变更。
[0018]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，步骤一中获取的所述多个星敏感器的信息包括：
[0019]变更优先级之后的星敏感器的自身有效性映射等于所述优先级选择矩阵与自身有效标志矩阵的乘积；
[0020]所述自身有效标志矩阵为所述多个星敏感器的自身有效标志按所述第一序列形成的单列矩阵；
[0021]变更优先级之后的星敏感器确定的惯性系定姿四元数映射等于所述优先级选择矩阵与惯性系定姿四元数矩阵的乘积；
[0022]所述惯性系定姿四元数矩阵为所述多个星敏感器的惯性系定姿四元数按所述第一序列形成的单列矩阵。
[0023]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，所述步骤四还包括：
[0024]首先按照星敏感器互判流程进行星敏感器工作状态判定；
[0025]星敏感器互判流程不通过后，按照星敏与太敏磁强计判别流程进行星敏感器工作状态判定。
[0026]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，按照星敏感器互判流程进行星敏感器工作状态判定包括：
[0027]设置变更优先级后的星敏感器的仲裁状态映射为零；
[0028]所述多个星敏感器中所有的星敏感器均进行一次两两之间的互判流程；
[0029]所述一次两两之间的互判流程包括：
[0030]判断该两个星敏感器的变更优先级之后的星敏感器的自身有效性映射均为1；
[0031]若是，则判断该两个星敏感器是否互判通过，否则进行下一互判流程；
[0032]若该两个星敏感器互判通过，则将该两个星敏感器的仲裁状态映射设置为1，否则进行下一互判流程。
[0033]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，判断该两个星敏感器是否互判通过包括：
[0034][0035]Q
bi_starB_prior
‑1＝[
‑
q
1_starB_prior
‑
q
2_starB_prior
‑
q
3_starB_prior q
4_starB_prior
]T
[0036]其中，Q为该两个星敏感器之间的差异四元数，若则判定该两个星敏感器一致，否则该两个星敏感器不一致，其中δ1为星敏感器间互检的门限值；
[0037]两个四元数相乘的计算方式如下：
[0038]A＝[a
1 a
2 a
3 a4]T
[0039]B＝[b
1 b
2 b
3 b4]T
[0040][0041][0042]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，按照星敏与太敏磁强计判别流程进行星敏感器工作状态判定包括：
[0043]各个星敏感器按照所述第一序列的顺序，分别进行一次太敏磁强判断流程，若该星敏感器通过本次太敏磁强判断流程，则该星敏感器的的仲裁状态映射为1，其他星敏感器的仲裁状态映射为0，结束工作状态判定；
[0044]若该星敏感器不通过本次太敏磁强判断流程，则进行下一个星敏感器的判断，直至某个星敏感器通过太敏磁强判断流程；
[0045]若全部星敏感器不通过，则所有星敏感器的仲裁状态映射为0，结束工作状态判定。
[0046]可选的，在所述的多个星敏感器的优先级变更方法中，输出所述多个星敏感器的真实工作状态判定，使用所述仲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，所述多个星敏感器的优先级变更方法包括：步骤一、根据地面提供的优先权测试结果判断多个星敏感器的性能，按照性能由高至低为所述多个星敏感器进行排序，形成第一序列，并获取所述多个星敏感器的信息；步骤二、根据所述多个星敏感器的在轨实际性能，确定所述多个星敏感器的优先级选择矩阵，并通过所述地面测控站上注所述优先级选择矩阵；步骤三、对所述多个星敏感器进行优先级配置，完成优先级的变更；步骤四、按照变更后的优先级，按照星敏感器互判流程对所述多个星敏感器进行工作状态判定，得到所述多个星敏感器的仲裁结果；步骤五、解除优先级变更，输出所述多个星敏感器的真实工作状态判定，使用所述仲裁结果。2.如权利要求1所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，步骤一中获取的所述多个星敏感器的信息包括：所述多个星敏感器的自身有效标志、所述多个星敏感器的确定的惯性系定姿四元数、所述多个星敏感器的确定的卫星本体坐标系太阳矢量，以及所述多个星敏感器的确定的卫星本体坐标系地磁矢量。3.如权利要求2所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，所述步骤二中的优先级选择矩阵R
star_prior
默认为单位矩阵；所述优先级选择矩阵的R
star_prior
的第n行向量代表第n个星敏感器的优先级权重，根据所述多个星敏感器的在轨实际性能，调换所述优先级选择矩阵的行向量实现所述多个星敏感器的优先级的变更。4.如权利要求3所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，步骤一中获取的所述多个星敏感器的信息包括：变更优先级之后的星敏感器的自身有效性映射等于所述优先级选择矩阵与自身有效标志矩阵的乘积；所述自身有效标志矩阵为所述多个星敏感器的自身有效标志按所述第一序列形成的单列矩阵；变更优先级之后的星敏感器确定的惯性系定姿四元数映射等于所述优先级选择矩阵与惯性系定姿四元数矩阵的乘积；所述惯性系定姿四元数矩阵为所述多个星敏感器的惯性系定姿四元数按所述第一序列形成的单列矩阵。5.如权利要求4所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，所述步骤四还包括：首先按照星敏感器互判流程进行星敏感器工作状态判定；星敏感器互判流程不通过后，按照星敏与太敏磁强计判别流程进行星敏感器工作状态判定。6.如权利要求5所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，按照星敏感器互判流程进行星敏感器工作状态判定包括：设置变更优先级后的星敏感器的仲裁状态映射为零；
所述多个星敏感器中所有的星敏感器均进行一次两两之间的互判流程；所述一次两两之间的互判流程包括：判断该两个星敏感器的变更优先级之后的星敏感器的自身有效性映射均为1；若是，则判断该两个星敏感器是否互判通过，否则进行下一互判流程；若该两个星敏感器互判通过，则将该两个星敏感器的仲裁状态映射设置为1，否则进行下一互判流程。7.如权利要求6所述的多个星敏感器的优先级变更方法，其特征在于，判断该两个星敏感器是否互判通过包括：Q
bi_starB_prior
‑1＝[
‑
q
1_starB_prior
ꢀ‑
q
2_starB_prior
ꢀ‑
q
3_starB_prior q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，赵璟，本立言，方禹鑫，黄志伟，谢祥华，吴子轶，祁海铭，于晓至，杨光，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：