[发明专利]星敏感器的三轴精度表述与测量方法

权利要求书

1.一种星敏感器的三轴精度表述与测量方法，包括如下步骤：

1)根据实际拍摄时刻(T+Δt)和导航星在(T+Δt)时刻地固坐标系(v_TRF)下的方向矢量获得的最优姿态矩阵(A_q(T+Δt))来确定星敏感器的三轴指向矢量p(T+Δt)：

2)将获得的星敏感器三轴指向矢量p(T+Δt)用行向量表示为p(T+Δt)＝[px(T+Δt)，py(T+Δt)，pz(T+Δt)]并对每一个行向量进行归一化；

3)根据星敏感器三轴指向矢量的行向量，获得星敏感器X轴、Y轴和Z轴的最优矢量p_opt(T+Δt)，并对所述最优矢量p_opt(T+Δt)的行向量进行归一化；

4)根据星敏感器三轴最优指向矢量p_opt(T+Δt)和不同时刻(T+Δt_i)的三轴指向矢量p(T+Δt_i)，得到余弦矩阵C：

5)根据余弦矩阵C，进一步获得(T+Δt_i)时刻星敏感器三个最优指向矢量与星敏感器X轴、Y轴和Z轴矢量各自的夹角(α_i，β_i，ε_i)：

其中α_i，β_i，ε_i均在 的范围内；

6)将α_i，β_i，ε_i统一用θ_i表示，σ由以下公式表示：

将α_i，β_i，ε_i分别代入式中θ_i以得到σ_X，σ_Y，σ_Z，并基于所获得的σ_X，σ_Y，σ_Z作为所述星敏感器的精度评价标准。

2.根据权利要求1所述的三轴精度表述与测量方法，其特征在于，所述步骤(1)进 一步包括：

(11)将星敏感器固定在地球上，且使得星敏感器的滚转轴指向天顶，所述星敏感器可输入时间参数且存储有导航星表和导航星的视运动参数；

(12)向所述星敏感器输入测试开始时间相对于J2000.0时刻的当前时刻(T)；

(13)根据星敏感器中的导航星在J2000.0坐标系下的赤经和赤纬(α，δ)以及在两个方向上的视运动参数(α′，δ′)来确定导航星在当前时刻(T)在J2000.0直角坐标系下的方向矢量；

(14)将导航星在当前时刻(T)在J2000.0直角坐标系下的方向矢量转换为历元黄道坐标系下的方向矢量；

(15)将历元黄道坐标系下的方向矢量转变成当前时刻(T)下的天球坐标系下的方向矢量(v_CRFT)；以及

(16)根据实际拍摄时刻(T+Δt)将导航星在当前时刻(T)从天球坐标系下的方向矢量(v_CRFT)变到实际拍摄时刻(T+Δt)在地固坐标系下的方向矢量(v_TRF)，并基于所述地固坐标系下的方向矢量(v_TRF)，获得所述星敏感器的最优姿态矩阵(A_q(T+Δt))。

3.根据权利要求2所述的三轴精度表述与测量方法，其特征在于，所述步骤(13)中，在所述当前时刻(T)下，导航星在J2000.0直角坐标系下的方向矢量(v_CRFJ2000)为：

4.根据权利要求2所述的三轴精度表述与测量方法，其特征在于，所述步骤(14)中，历元黄道坐标系下的方向矢量(v_ERF)基于所述导航星在J2000.0直角坐标系下的方向矢量(v_CRFJ2000)且将所述J2000.0坐标系绕着所述J2000.0坐标系的X轴逆时针方向转动23°26′21″的变换之后获得：

v_ERF＝R_x(23°26′21″)v_CRFJ2000。