一种姿态跟踪衔接导引方法、系统及介质技术方案

本申请公开了一种姿态跟踪衔接导引方法、系统及介质，应用于卫星姿态跟踪领域。其中，需要获取预先确定的卫星跟踪阶段的初始角速度和初始姿态角、卫星机动阶段的终止角速度；根据卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度；利用卫星衔接阶段中的角速度和跟踪阶段的初始姿态角确定衔接阶段的姿态角；基于卫星衔接阶段中的姿态角与卫星机动阶段的终止姿态角的关系，确定卫星机动阶段的终止姿态角；当卫星衔接阶段和跟踪阶段中每一时刻的角速度和姿态角相对应，则进行相应的卫星姿态跟踪操作。本申请根据角速度数据计算姿态角，计算量小，克服姿态复杂计算，使角速度和姿态角均能完全匹配，从而实现卫星衔接跟踪时间短，跟踪精度较高。跟踪精度较高。跟踪精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种姿态跟踪衔接导引方法、系统及介质


[0001]本申请涉及卫星姿态跟踪领域，特别是涉及一种姿态跟踪衔接导引方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]遥感卫星对地观测，在观测时间段内，卫星姿态动态变化，然而遥感载荷对姿态指向精度和稳定性精度要求较高。为此卫星姿态控制系统设计时需要在尽可能短的时间内跟踪上期望姿态，姿态控制系统需同时满足期望姿态角和期望角速度跟踪精度。然而卫星在进行姿态观测之前，需要通过姿态机动提前达到初始期望姿态，现在机动末状态和跟踪的初状态只在姿态角上连续，角速度上未连续。角速度上的突变导致姿态稳定跟踪时间较长，跟踪精度不高。
[0003]鉴于上述技术，寻求一种卫星姿态跟踪方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种姿态跟踪衔接导引方法、系统及介质。本申请采用简单的计算和对应关系，从而使卫星机动阶段的状态与卫星跟踪阶段的状态期望姿态连续光滑，将有助于提高卫星姿态跟踪精度，缩短跟踪稳定时间。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供一种姿态跟踪衔接导引方法，包括：
[0006]获取预先确定的卫星跟踪阶段的初始角速度、卫星跟踪阶段的初始姿态角和卫星机动阶段的终止角速度；
[0007]根据卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度；卫星机动阶段、卫星衔接阶段和卫星跟踪阶段为依次进行的阶段；
[0008]利用卫星衔接阶段中的角速度确定卫星衔接阶段中的姿态角；
[0009]基于卫星衔接阶段中的姿态角与卫星机动阶段的终止姿态角的对应关系，确定卫星机动阶段的终止姿态角；
[0010]当卫星衔接阶段、卫星跟踪阶段中每一时刻的角速度和姿态角相对应，则进行相应的卫星姿态跟踪操作。
[0011]优选地，根据卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度，包括：
[0012]根据预设卫星跟踪阶段与卫星衔接阶段的函数关系式确定与卫星跟踪阶段的初始角速度对应的卫星衔接阶段中的角速度。
[0013]优选地，预设卫星跟踪阶段与卫星衔接阶段的函数关系式为：
[0014]ω
x
＝ω
x1
+ω
x1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)
[0015]ω
y
＝ω
y1
+ω
y1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)
[0016]ω
z
＝ω
z1
+ω
z1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)
[0017]其中，为卫星跟踪阶段的初始角速度，[t
j0
,t
f0
]为卫星衔接阶段时间，[ω
x
,ω
y
,ω
z
]为卫星衔接阶段过程中，不同时刻的角速度，ω
n
为预设频率。
[0018]优选地，利用卫星衔接阶段中的角速度确定卫星衔接阶段中的姿态角，包括：
[0019]获取四元数积分初值；
[0020]利用卫星衔接阶段中的角速度确定在卫星衔接阶段中卫星转动过程对应的不同时刻下的四元数；
[0021]四元数积分初值和不同时刻下的四元数基于第一预设公式确定卫星衔接阶段中的姿态四元数；
[0022]根据卫星衔接阶段中的姿态四元数与卫星衔接阶段中的姿态角的对应关系，确定卫星衔接阶段中的姿态角。
[0023]优选地，利用卫星衔接阶段中的角速度确定在卫星衔接阶段中卫星转动过程对应的不同时刻下的四元数，包括：
[0024]卫星衔接阶段中的角速度基于第二预设公式确定在卫星衔接阶段中卫星转动过程对应的不同时刻下的四元数。
[0025]优选地，第二预设公式为：
[0026]θ＝|ω|Δt
[0027][0028][0029]其中，θ为每一积分时间内卫星转过的角度，Δt为积分时间，ω为卫星衔接阶段不同时刻下的角速度模值，q
m
为在卫星衔接阶段中卫星转动过程对应的不同时刻下的四元数。
[0030]优选地，第一预设公式为：
[0031][0032]其中，q为卫星衔接阶段中的姿态四元数，p为四元数积分初值。
[0033]优选地，还包括：
[0034]在卫星机动阶段和卫星衔接阶段中基于预设旋转顺序控制卫星进行旋转。
[0035]为解决上述问题，本申请还提供一种卫星跟踪系统，包括：
[0036]获取模块，用于获取预先确定的卫星跟踪阶段的初始角速度、卫星跟踪阶段的初始姿态角和卫星机动阶段的终止角速度；
[0037]第一确定模块，用于根据卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度；卫星机动阶段、卫星衔接阶段和卫星跟踪阶段为依次进行的阶段；
[0038]第二确定模块，用于利用卫星衔接阶段中的角速度确定卫星衔接阶段中的姿态角；
[0039]第三确定模块，用于基于卫星衔接阶段中的姿态角与卫星机动阶段的终止姿态角的对应关系，确定卫星机动阶段的终止姿态角；
[0040]跟踪模块，用于当卫星衔接阶段、卫星跟踪阶段中每一时刻的角速度和姿态角相对应，则进行相应的卫星姿态跟踪操作。
[0041]为解决上述问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质
上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的姿态跟踪衔接导引方法的步骤。
[0042]本申请所提供的一种姿态跟踪衔接导引方法，获取预先确定的卫星跟踪阶段的初始角速度、卫星跟踪阶段的初始姿态角和卫星机动阶段的终止角速度；根据卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度；卫星机动阶段、卫星衔接阶段和卫星跟踪阶段为依次进行的阶段；利用卫星衔接阶段中的角速度确定卫星衔接阶段中的姿态角；基于卫星衔接阶段中的姿态角与卫星机动阶段的终止姿态角的对应关系，确定卫星机动阶段的终止姿态角；当卫星衔接阶段、卫星跟踪阶段中每一时刻的角速度和姿态角相对应，则进行相应的卫星姿态跟踪操作。本申请将角速度匹配衔接上，根据角速度数据计算姿态角，从而克服姿态复杂计算的问题，本申请计算量小，使角速度和姿态角均能完全匹配，从而实现卫星衔接跟踪时间短，跟踪精度较高的要求。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本申请实施例提供的姿态跟踪衔接导引方法的流程图；
[0045]图2为本申请实施例提供的姿态跟踪衔接过程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种姿态跟踪衔接导引方法，其特征在于，包括：获取预先确定的卫星跟踪阶段的初始角速度、所述卫星跟踪阶段的初始姿态角和卫星机动阶段的终止角速度；根据所述卫星跟踪阶段的初始角速度确定卫星衔接阶段中的角速度；所述卫星机动阶段、所述卫星衔接阶段和所述卫星跟踪阶段为依次进行的阶段；利用所述卫星衔接阶段中的角速度确定所述卫星衔接阶段中的姿态角；基于所述卫星衔接阶段中的姿态角与所述卫星机动阶段的终止姿态角的对应关系，确定所述卫星机动阶段的终止姿态角；当所述卫星衔接阶段、所述卫星跟踪阶段中每一时刻的的角速度和姿态角相对应，则进行相应的卫星姿态跟踪操作。2.根据权利要求1所述的姿态跟踪衔接导引方法，其特征在于，所述根据所述卫星跟踪阶段的初始角速度分别确定卫星衔接阶段中的角速度，包括：根据预设所述卫星跟踪阶段与所述卫星衔接阶段的函数关系式确定与所述卫星跟踪阶段的初始角速度对应的所述卫星衔接阶段中的角速度。3.根据权利要求2所述的姿态跟踪衔接导引卫星跟踪方法，其特征在于，所述预设所述卫星跟踪阶段与所述卫星衔接阶段的函数关系式为：ω
x
＝ω
x1
+ω
x1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)ω
y
＝ω
y1
+ω
y1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)ω
z
＝ω
z1
+ω
z1
sin(ω
n
(t
‑
t
j0
)+1.5π)其中，为所述卫星跟踪阶段的初始角速度，[t
j0
,t
f0
]为所述卫星衔接阶段时间，[ω
x
,ω
y
,ω
z
]为所述卫星衔接阶段过程中，不同时刻的角速度，ω
n
为预设频率。4.根据权利要求1所述的姿态跟踪衔接导引方法，其特征在于，所述利用所述卫星衔接阶段中的角速度确定所述卫星衔接阶段中的姿态角，包括：获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志华，王政伟，刘武，邱家齐，李珩田，
申请(专利权)人：浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：