[发明专利]一种基于星敏感器确定载体相对于地理坐标系姿态的方法

权利要求书

1.一种基于星敏感器确定载体相对于地理坐标系姿态的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一：依靠精密计时和格林尼治恒星时精确公式，或直接利用GPS授时及电文解算方式，获得测量时刻的春分点格林时角，从而求取从赤道惯性坐标系i系到WGS-84坐标系w系的转换矩阵C_wi；

步骤二：由外界信息或定位测量设备获得载体的精确地理坐标，求取从w系到地理坐标系t系的转换矩阵C_tw；

步骤三：依靠星敏感器，获得从i系到星敏感器坐标系s系的转换矩阵C_si；

步骤四：上述三个步骤给出姿态信息后，解算得载体坐标系b系相对于t系的姿态矩阵其中C_sb为星敏感器的安装矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于星敏感器确定载体相对于地理坐标系姿态的方法，其特征在于：将自转的地球作为一个大转台，自动化电算程序利用IERS(国际地球自转和参考系服务)网站及USNO(United States Naval Observatory，美国海军天文台)网站提供的参数，通过计时及时间制式转换，得到格林尼治真恒星时GAST，即春分点格林时角GHA_Υ，格林尼治真恒星时GAST的求解公式一般形式为：

GAST=0.14506′′+θ+4611.5739966′′t+1.39667721′′t2]]>

-0.00009344′′t3+0.00001882′′t4+ΔψcosϵA]]>

-ΣkCk′sinαk-0.00000087′′tsinΩ]]>

二分差附加项中，累加项取33项，则具体形式为：

GAST=0.14506′′+θ+4611.5739966′′t+1.39667721′′t2]]>

-0.00009344′′t3+0.00001882′′t4+ΔψcosϵA]]>

-Σi=133(Ci1sinαi+Ci2cosαi)-0.00000087′′tsinΩ]]>

针对工程应用精度要求较低情况，为提高电算化程序计算速度，二分差附加项累加项可取更少的项数，或可以直接略去二分差附加项，则简化形式为：

GAST＝0.14506″+θ+4611.5739966″t+1.39667721″t²

     -0.00009344″t³+0.00001882″t⁴+Δψcosε_A

参数t为地球时TT的儒略世纪数，θ为地球自转角，如下为θ的两个常用公式形式：

θ＝2π(UT1Julian day fraction+0.779057273264+0.00273781191135448T_u)

θ＝2π(0.7790572732640+1.00273781191135448T_u)

或者，利用GPS授时功能及电文解算法得到GAST，则更为简单，GPS导航电文中提供了一周开始时刻的格林尼治真恒星时GAST_w，则该周任意时刻的格林尼治真恒星时GAST＝GAST_w+ω_iet_oe，t_oe为一周开始时刻至测量时刻的累积原子时秒数；

最后得到从i系到w系的实时转换矩阵C_wi，完成C_wi的实时精确解算。