【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天器控制领域，特别涉及一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法及装置。
技术介绍
1、星箭分离后卫星进入轨道的初期，由于轨道数据不准确且星敏感器不可用，因此，卫星无法完成自主导航。而在入轨初期，卫星快速对日、对测控以及对多种不同目标指向有着多样的需求。
2、因此，如何快速确定星箭分离后，卫星的轨道和姿态是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法及装置，可以快速确定卫星的轨道和姿态，提高卫星的自主探测能力。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法，包括：
3、根据火箭在地心第二赤道坐标系下的轨道根数以及星箭分离时刻确定火箭在历元真赤道坐标系下的轨道根数；
4、根据火箭在所述历元真赤道坐标系下的轨道根数，计算卫星在历元真赤道坐标系下的第一位置矢量和第一速度矢量；
5、基于星箭分离时刻、所述第一位置矢量和所述第一速度矢量，确定卫星在j2000地心惯性坐标系下的第二位置矢量和第二速度矢量；
6、将所述第二位置矢量和所述第二速度矢量作为轨道初值，采用轨道递推算法确定卫星在注入轨道前的轨道参数；
7、依次计算j2000地心惯性坐标系与地心坐标系之间的第一方向余弦阵、地心坐标系与发射坐标系之间的第二方向余弦阵、发射惯性坐标系与箭体坐标系之间的第三方向余弦阵、箭体坐标系与星体坐标系之间的第四方向
8、基于发射时刻、所述第一方向余弦阵、所述第二方向余弦阵、所述第三方向余弦阵和所述第四方向余弦阵，确定星箭分离时刻卫星在j2000地心惯性坐标系下的姿态方向余弦阵；
9、将所述姿态方向余弦阵作为姿态初值，利用星敏陀螺组合滤波法确定卫星在注入轨道前的姿态参数。
10、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定装置，包括：
11、第一确定单元，用于根据火箭在地心第二赤道坐标系下的轨道根数以及星箭分离时刻确定火箭在历元真赤道坐标系下的轨道根数；
12、第一计算单元，用于根据火箭在所述历元真赤道坐标系下的轨道根数，计算卫星在历元真赤道坐标系下的第一位置矢量和第一速度矢量；
13、第二计算单元，用于基于星箭分离时刻、所述第一位置矢量和所述第一速度矢量，确定卫星在j2000地心惯性坐标系下的第二位置矢量和第二速度矢量；
14、轨道参数确定单元，用于将所述第二位置矢量和所述第二速度矢量作为轨道初值，采用轨道递推算法确定卫星在注入轨道前的轨道参数；
15、第三计算单元，用于依次计算j2000地心惯性坐标系与地心坐标系之间的第一方向余弦阵、地心坐标系与发射坐标系之间的第二方向余弦阵、发射惯性坐标系与箭体坐标系之间的第三方向余弦阵、箭体坐标系与星体坐标系之间的第四方向余弦阵；
16、第二确定单元，用于基于发射时刻、所述第一方向余弦阵、所述第二方向余弦阵、所述第三方向余弦阵和所述第四方向余弦阵，确定星箭分离时刻卫星在j2000地心惯性坐标系下的姿态方向余弦阵；
17、姿态参数确定单元，用于将所述姿态方向余弦阵作为姿态初值，利用星敏陀螺组合滤波法确定卫星在注入轨道前的姿态参数。
18、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
19、第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
20、本专利技术实施例提供了一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法及装置，通过将火箭发射时刻以及星箭分离相关参数注入到卫星上，并对火箭参数和卫星参数进行多重坐标系转换等相关处理，可以分别确定卫星的初始轨道和初始姿态。并基于初始轨道和初始姿态，分别利用高精度轨道递推算法和星敏陀螺组合滤波法，可以快速计算出卫星注入轨道前的轨道参数和姿态参数，实现自主导航，从而满足星箭分离后搜索太阳、测控定向等方面的需求。由此可见，本方案可以快速确定卫星的轨道和姿态，提高卫星的自主探测能力。
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1.一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历元真赤道坐标系下的轨道根数是通过如下公式确定的：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述卫星在J2000地心惯性坐标系下的第二位置矢量和第二速度矢量是通过如下公式确定的：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，J2000地心惯性坐标系与地心坐标系之间的第一方向余弦阵CEI是通过如下公式确定的：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，地心坐标系与发射坐标系之间的第二方向余弦阵CGE，以及发射惯性坐标系与箭体坐标系之间的第三方向余弦阵CBG(T0)分别是通过如下公式确定的：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，箭体坐标系与星体坐标系之间的第四方向余弦阵CSaB是通过如下方式确定的：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述姿态方向余弦阵CSaI是通过如下方式确定的：
8.一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定装置，其特征在于，包括：
9.一种计算设
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种星箭分离后卫星轨道和卫星姿态的确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历元真赤道坐标系下的轨道根数是通过如下公式确定的：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述卫星在j2000地心惯性坐标系下的第二位置矢量和第二速度矢量是通过如下公式确定的：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，j2000地心惯性坐标系与地心坐标系之间的第一方向余弦阵cei是通过如下公式确定的：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，地心坐标系与发射坐标系之间的第二方向余弦阵cge，以及发射惯性坐标系与箭体坐标系之间的第三方向余弦阵cbg(t0)分别是...
【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，林波，吕楠，郭廷荣，刘忠汉，刘蕊，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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