[发明专利]确定星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素响应边界的方法

说明书

本发明涉及卫星分析领域，尤其涉及确定星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素响应边界的方法，包括：根据各主成分因素在星敏感器姿态测量系统方程中的影响关系，构建各主成分因素的先验模型；针对各主成分因素设计试验，产生试验数据，并根据各主成分因素的先验模型结合试验数据，得到各主成分因素的原始精度影响模型；将各主成分因素的原始精度影响模型进行优化，得到对应的各主成分因素的精度影响模型；将各主成分因素的精度影响模型，结合各主成分因素间的交互耦合关系，建立星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素的一体化综合精度响应模型；设定星敏感器在轨姿态测量精度指标，确定每个主成分因素的响应边界。

技术领域

本发明涉及卫星分析领域，尤其涉及确定星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素响应边界的方法。

背景技术

对地观测卫星是通过空间遥感器对地球陆地、大气和海洋实施观测的人造地球卫星的总称，包括测绘卫星、资源卫星、海洋卫星和气象卫星等，其应用领域涉及地图测绘、国土普查、城市规划、地质勘探、海洋管理、气象预报、灾害监测以及军事侦察、导弹预警和战场评估等多个方面。通过对地观测获取的信息是国家的基础性战略资源，对保障经济发展和维护国家安全起着重要作用。

近些年来，用户对高分辨率遥感信息的需求日益迫切，提高空间遥感器的分辨率是对地观测系统未来发展的趋势。我国已确立了实现高分辨率对地观测的航天发展目标，并正在开展研究高分辨率成像和高精度立体测绘的对地观测卫星。高分辨率成像和高精度立体测绘等设计指标的实现要求高精度的卫星姿态测量精度。高精度的姿态测量是实现高精度姿态确定与控制的基础，卫星高精度姿态确定与控制是实现卫星超稳定运行及高精度指向的基础，对保证卫星实现高分辨成像和高精度立体测绘等对地观测性能具有重要意义。

星敏感器是目前航天应用中测量精度最高的卫星姿态测量敏感器。卫星姿态确定与控制精度要求的提高必然对姿态测量敏感器，尤其是星敏感器的要求也更高。星敏感器的精度、稳定性等性能指标越高，就越能满足如高分辨率成像和高精度立体测绘等卫星姿态控制的要求。但我国仍处于10角秒或几十角秒(3σ)的量级。星敏感器在轨姿态测量要求达到优于1角秒的精度，就意味着影响星敏感器在轨姿态测量系统精度的各个环节的误差均要接近于零。

针对提高星敏感器在轨姿态测量系统精度的“软处理”研究，当前工作主要集中在细化星敏感器在轨姿态测量误差模型，设计改进的或新型的误差校准或在轨测试、标定及补偿算法以适应不同的工作环境，进而达到高精度姿态测量要求，即国内外的研究工作集中在“正问题”的研究。对于“反问题”——即达到设定的星敏感器在轨姿态测量精度指标(如1角秒的精度指标)，对各个影响因素或体系的限制和边界条件的分析研究工作尚未见到。对该“反问题”的研究，就是星敏感器在轨姿态测量精度指标归属因子分析与评估，它有利于指导星敏感器在轨姿态测量系统设计和误差处理方法选择，对姿态测量技术可以起到反馈作用。

在确定星敏感器在轨姿态测量精度的各主成分因素(在各个影响因素中，对姿态测量精度影响较大的因素)后，如何确定各主成分因素的精度响应边界是研究“反问题”的核心内容。

发明内容

本发明提供的星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素的确定方法，其能在确定星敏感器在轨姿态测量精度的各主成分因素的基础上，确定各主成分因素的响应边界。

本发明提供的确定星敏感器在轨姿态测量精度主成分因素响应边界的方法，包括：

针对星敏感器在轨姿态测量精度的各主成分因素，根据各主成分因素在星敏感器姿态测量系统方程中的影响关系，构建各主成分因素的先验模型；

针对各主成分因素设计试验，产生试验数据，并根据各主成分因素的先验模型结合试验数据，得到各主成分因素的原始精度影响模型；

将各主成分因素的原始精度影响模型进行优化，得到对应的各主成分因素的精度影响模型；