[发明专利]基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统，包括：测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息；将与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量；直接获取本星星上姿态敏感器的测量信息；通过双矢量定姿，将所述相对位置信息、所述星间矢量和所述测量信息进行融合，形成航天器姿态信息，根据所述航天器姿态信息进行航天器三轴姿态确定。

技术领域

本发明涉及航天器定姿技术领域，特别涉及一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统。

背景技术

在现有文献中，有一部分文献对通过星间通讯对合作目标进行类GPS的多航天器协同导航进行了研究，也有一部分文献针对非合作目标，运用陀螺和星间测量信息，结合滤波方法，对非合作目标的相对导航和相对姿态确定进行了研究。可以看出，现有文献都着重对如何运用星间测量信息和星上其它敏感器信息来确定本星和目标星之间的相对姿态进行了研究，而忽略了星间测量信息其实就和星上其它敏感器信息一样，能够在一定程度上反映本星的姿态特征的基本事实，从而忽视了对充分将星间测量信息和星上其它敏感器信息联合起来确定本星的三轴姿态的研究，更没有充分利用本星和目标星之间的星间测量信息确定本星三轴姿态的工程实例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法及系统，以解决现有的姿态确定精度方法没有充分利用星上有效资源的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于星间测量信息的航天器姿态确定方法，该方法包括：

测量本星和目标星的轨道信息，获取本星与目标星之间的相对位置信息；

将与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量；

直接获取本星星上姿态敏感器的测量信息；

通过双矢量定姿，将所述相对位置信息、所述星间矢量和所述测量信息进行融合，形成航天器姿态信息，根据所述航天器姿态信息进行航天器三轴姿态确定。

可选的，在所述的基于星间测量信息的航天器姿态确定方法中，所述基于与星间测量光电设备的视线轴对准相关的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量包括：

航天器本体上的星间测量光电伺服机构测量得到能够使自身视线轴对准目标星的视线俯仰角α和偏航角β，结合航天器自身视线轴在尚未执行对准操作时的在星间激光载荷测量坐标系中的方向矢量P_init，以及星间测量光电伺服机构的驱动顺序为先j轴后i轴，j轴带动i轴转动，得到视线轴对准目标星后的视线轴在星间激光载荷测量坐标系中的方向矢量P_m：

P_m＝R_i(angle_i)R_j(angle_j)P_init

其中，i＝y,z，j＝y,z，angle_y＝α，angle_z＝β，且

可选的，在所述的基于星间测量信息的航天器姿态确定方法中，所述基于与星间测量光电设备的视线轴对准相处的参数转换为表征航天器姿态特征的星间矢量还包括：

设星间激光载荷测量坐标系的X轴、Y轴、Z轴在卫星本体坐标系下的方向矢量分别为M_x、M_y、M_z，所述星间激光载荷测量坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵为激光载荷的安装矩阵：

M_bm＝[M_x M_y M_z]^T