基于粗略先验姿态信息的成像式地球敏感器地球扁率误差修正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于粗略先验姿态信息的成像式地球敏感器地球扁率误差修正方法。该方法首先要求姿控系统定期向地球敏感器输入当前姿态数据，并在地球敏感器内部进行运动学递推，从而获取地球敏感器拍照时刻的粗略先验姿态信息；接着利用该粗略先验姿态信息，将地平线矢量从一个两极稍扁的地球椭球上变换到一个均匀圆球上，实现对地球扁率的提前修正；最后利用空间圆拟合实现地心矢量的高精度解算。该方法不依赖于高精度的先验姿态信息，对外部输入与内部计算能力的要求不高，适用于独立的地球敏感器单机设计，可以充分地消除地球扁率对地球敏感器的影响，有效提高地心矢量计算精度。算精度。算精度。

【技术实现步骤摘要】
基于粗略先验姿态信息的成像式地球敏感器地球扁率误差修正方法


[0001]本专利技术涉及地球敏感器的算法设计领域，特别涉及一种用于修正地球扁率引起地球敏感器测量误差的方法。

技术介绍

[0002]地球敏感器是航天器传统且可靠的姿态传感器，它通过在红外光谱、可见光、紫外光谱中探测地球的地平线，提供稳定而准确的地心矢量。通过与其他传感器相结合，包括太阳传感器、磁强计和星体跟踪器，它可以实现航天器的自主姿态确定和轨道确定。地球敏感器的进一步精度提升受到地球边缘定位精度、地球扁率影响、地球辐射亮度的季节性变化、安装矩阵偏差与漂移等因素的影响，其中地球扁率引起的误差尤为显著。
[0003]地球扁率的影响在地球敏感器的设计中经常被忽略，因为地球的扁率很小，只有约1/298。然而，通过交叉验证地球敏感器与星敏感器在轨数据表明，在轨工作的红外地球敏感器的观测中存在着与航天器位置和姿态相关的周期性误差。地球敏感器的周期性误差远远大于其短期噪声，这种周期性误差主要来自于被忽略的地球扁率的影响。在星敏感器与地球敏感器联合定轨的应用中，可以采用多项式拟合方法实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于粗略先验姿态信息的成像式地球敏感器地球扁率误差修正方法，其特征在于，包括如下步骤：1)由航天器的姿态轨道控制系统在每个航天器姿态确定周期内，向地球敏感器发送航天器的当前姿态信息，地球敏感器利用航天器的当前姿态信息进行运动学递推，从而解算出地球敏感器每一次拍照时刻的粗略先验姿态信息；2)地球敏感器利用所述粗略先验姿态信息，对所有测量得到的地球地平线矢量进行变换，将考虑扁率的地球椭球上的地平线矢量变换为均匀圆球上的地平线矢量，实现对地球扁率影响的提前修正；3)对变换后的地平线矢量，运用最小二乘算法解算出变换后的地心矢量，再将所述变换后的地心矢量进行逆变换，得到消除地球扁率影响的地心矢量。2.根据权利要求1所述的一种基于粗略先验姿态信息的成像式地球敏感器地球扁率误差修正方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：以地球质心O
P
为原点，以地球质心O
P
指向本初子午线与赤道的交点方向为X
P
轴，以地球质心O
P
指向北极点方向为Z
P
轴，Y
P
垂直于X
P
轴与Z
P
轴，建立地心地固坐标系P；以地球敏感器的光学中心O
C
为原点，地球敏感器的图像传感器的行方向作为X
C
轴，地球敏感器的图像传感器的列方向作为Y
C
轴，Z
C
垂直于X
C
轴与Y
C
轴，建立地球敏感器相机坐标系C；在每个航天器姿态确定周期内，姿态轨道控制系统向地球敏感器提供t0时刻下，从地球敏感器相机坐标系C转换到地心地固坐标系P的姿态转换矩阵以及航天器在地球敏感器相机坐标系C下的旋转角速度器相机坐标系C下的旋转角速度为为在X
C
轴的分量，为在Y
C
轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓华健，王昊，金仲和，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：