[发明专利]一种高频角位移传感器安装参数在轨标定方法及系统

权利要求书

1.一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：数据预处理及安装参数在轨标定过程包括以下步骤，

步骤1，采用有限长单位冲激响应滤波器FIR对于原始观测的高频角位移数据进行降噪处理，提高观测数据的连续性；

步骤2，采用分段傅里叶变换算法，得到多个数据段信号的各自的频率、相位和幅值信息，利用信号与噪声的特性，求取多个数据段的相位、幅值信息的平均值，实现噪声数据的抑制，并对数据幅值信息进行阈值处理，基于频率、求均值后的相位以及阈值处理后的振幅信息，进行傅里叶逆变换，实现高频角位移数据的恢复与质量提升；

步骤3，基于星敏感器原始观测数据及在轨安装参数，解算卫星本体姿态四元数时间序列，然后计算对应的卫星本体角增量参考值，获得卫星本体角增量参考值时间序列；

步骤4，根据步骤3所得卫星本体角增量参考值时间序列，将步骤2所得质量提升后的本体角增量观测值进行时间累加处理，得到与卫星本体角增量参考值时间序列时间基准统一的本体角增量量测值时间序列；

步骤5，基于步骤3所得卫星本体角增量参考值时间序列与步骤4所得本体角增量量测值时间序列，建立高频角位移在轨安装参数标定模型，利用最小二乘最优估计方法，求解安装参数误差值；

步骤6，迭代计算，执行步骤5，直到高频角位移安装误差校正值小于设定阈值，得到高频角位移安装参数在轨标定结果。

2.如权利要求1所述一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：步骤1实现方式为，根据高频角位移传感器特性，所述有限长单位冲激响应滤波器FIR采用Hamming窗得到低通滤波器，对原始高频角位移数据x₀进行滤波处理，得到处理后的角增量数据x₁。

3.如权利要求1所述一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：步骤2中，根据设定的数据段长度p，将去噪后的数据进行分段处理，得到n_p个数据段对每个数据段进行傅里叶变换，得到对应的频率、振幅、相位信息，对多个数据段的信息求解平均值，实现噪声数据的抑制；然后，根据设定振幅阈值对求取均值后的振幅数据进行处理，基于频率、求均值后的相位以及阈值处理后的振幅信息，采用傅里叶逆变换，得到质量提升后的高频角位移数据x₂。

4.如权利要求1所述一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：步骤3计算卫星本体角增量参考值实现方式为，基于星敏感器解算的卫星本体四元数姿态信息，利用矩阵运算，得到整个星敏感器观测数据段内的卫星本体角增量参考值时间序列。

5.如权利要求1所述一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：步骤4实现方式如下，

在t₁,t₂之间，卫星本体角增量观测值表达为：

其中，t为高频角位移数据的量测时刻，x₂(t)表示经质量提升后的高频角位移数据在t时刻的量测值，sum()表示求和函数。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述一种高频角位移原始观测数据预处理及安装参数在轨标定方法，其特征在于：步骤5实现方式为，建立高频角位移在轨安装参数标定模型如下，

其中，[w_x w_y w_z]^T是卫星本体三轴角增量量测值，是卫星本体三轴角增量参考值，θ,ψ分别表示高频角位移在地面标定的安装参数绕本体X、Y、Z轴的旋转角度，Δθ,Δψ表示高频角位移安装误差；R_Y(θ+Δθ),R_Z(ψ+Δψ)分别表示绕本体X、Y、Z轴的旋转矩阵，采用Z-X-Y轴的旋转顺序；

线性化上述模型，建立误差方程，利用最小二乘最优估计方法，实现安装误差参数的最优求解。