[发明专利]星敏感器的三轴精度表述与测量方法

说明书

技术领域

本发明属于姿态传感器技术领域，尤其涉及一种星敏感器的三轴精度表述与测量方法。

背景技术

星敏感器以精度高、功耗低、体积小等优点成为目前航天器最具竞争力的姿态敏感器件。目前，星敏感器的定姿精度已经可以达到10″，某些型号的星敏感器精度甚至可以达到1″水平，高精度是星敏感器得以迅速发展和广泛应用的关键因素。随着星敏感器精度越来越高，对精度表述与测量方法也提出了更高的要求。传统的测试方法主要基于星模拟器及精密转台，需要转台的位置精度比星敏感器的测量精度再高一个数量级，即达到亚角秒的量级水平，这种设备价格昂贵，操作过程复杂。同时，实验室通过转台标定时，以星模拟器作为测量基准，但实现光谱范围、星等和位置精度皆满足要求的全天球星模拟器难度很大，星模拟器与真实星空的导航星还有较大差距，还不能完全模拟真实星空情况，使实验室测试的真实性和准确性难以得到人们的信服。

因此，找到一个易实现的、能满足精度要求的星敏感器精度表述与测量方法就显得十分重要和迫切。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明需要提供一种星敏感器的三轴精度表述与测量方法，所述三轴精度表述与测量方法能够同时很容易实现对星敏感器的滚转精度和指向精度的测量、解决传统的测试方法操作复杂，需要价格昂贵的精密转台和星模拟器的困扰，同时测量结果较转台式测量方法更具有准确性和真实性，且测试精度能满足星敏感器的要求。

根据本发明的一方面，提供了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)：

p(T+Δt)=Aq(T+Δt)100010001;]]>

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：