[发明专利]航天器部件间姿态关系确定系统和方法

说明书

一种航天器部件间的姿态关系确定系统，可以包括第一测角仪组、第二测角仪组以及处理器。所述第一测角仪组可以用于测量航天器的基准棱镜的空间姿态。所述第二测角仪组可以用于测量航天器的部件的基准棱镜的空间姿态。所述处理器可以根据所述航天器基准棱镜的空间姿态和所述部件的基准棱镜的空间姿态确定所述航天器与所述部件的姿态关系。本申请提供的姿态关系确定系统通过测角仪组自动对航天器及其部件的姿态进行测定，并由处理器替代人工构建两者之间的关系，可以大大提高工作效率，降低人为因素带来的工作误差和可靠性的降低。

技术领域

本发明涉及航天器领域，尤其涉及一种确定航天器部件之间姿态关系的系统和方法。

背景技术

在例如卫星等航天器在轨运行时，其内部的各部件(包括航天器本身在内，以及各类高精度指向转动单机设备等)可能处于多个不同的基准坐标系。各不同部件之间需要将各自的基准坐标系联系起来，才能实现各部件数据之间的共享或相互转换等工作。因此，需要对各部件的基准坐标系之间的关系提前进行标定或建立彼此之间的转换关系，已完成航天器在轨期间的状态控制、单机转动、跟踪基准关系的建立。这种关系的建立对航天器在轨完成对地，对星，对合作目标，非合作目标的指向精度至关重要。

现有技术中多是采用多台经纬仪进行人工测量不同部件的基准坐标系的关系。这种方法存在效率低下、人为测量误差导致数据不稳定、数据不可靠等缺点

因此，我们需要一种新的航天器部件之间姿态关系的系统和方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新的航天器部件间姿态关系确定方法，以解决现有技术的航天器部件间姿态关系确定方法的效率低下，误差大且不可靠等问题。

本申请的一方面提出一种航天器部件间的姿态关系确定系统，可以包括第一测角仪组、第二测角仪组以及处理器。所述第一测角仪组可以用于向航天器的第一基准棱镜发射第一光束组，并接收所述第一基准棱镜反射的第一反射光束组。所述第二测角仪组可以用于向所述航天器的第一部件的第二基准棱镜发射第二光束组，并接收所述第二基准棱镜反射的第二反射光束组。所述处理器可以用于：根据所述第一测角仪组接收到的所述第一反射光束组确定所述第一基准棱镜的第一姿态；根据所述第二测角仪组接收到的所述第二反射光束组确定所述第二基准棱镜的第二姿态；以及根据所述第一姿态和所述第二姿态确定所述航天器与所述第一部件的姿态关系。

通过测角仪组自动对航天器及其部件的姿态进行测定，并由处理器替代人工构建两者之间的关系，可以大大提高工作效率，降低人为因素带来的工作误差和可靠性的降低。

在一些实施例中，所述第一基准棱镜和所述第二基准棱镜可以包括一个以上反射面。

基准棱镜的形状可以是多变的，这样可以针对不同的航天器的部件的特殊情况采用不同形状的基准棱镜，提高本系统的适应性。

在一些实施例中，所述第一测角仪组可以包括至少两个第一测角仪，所述至少两个第一测角仪分别向所述第一基准棱镜的不同的反射面发射第一光束，并接收来自所述第一基准棱镜的不同的反射面反射的第一反射光束。所述第二测角仪组包括至少两个第二测角仪，所述至少两个第二测角仪分别向所述第二基准棱镜的不同的反射面发射第二光束，并接收来自所述第二基准棱镜的不同的反射面反射的第二反射光束。

对于一个基准棱镜，通过至少两个测角仪对其上不同的反射面进行测量，可以满足对所述基准棱镜在三维空间中姿态确定的要求。

在一些实施例中，所述第一基准棱镜的不同反射面可以相互垂直，所述第二基准棱镜的不同反射面可以互相垂直。

相互垂直的反射面的法向量确定后，可以直接确定出该基准棱镜的基准坐标系，而不用再进行数学转换，节省了计算资源。