[发明专利]一种修正大气折射对星敏感器精度影响的方法

摘要

本发明提供一种修正大气折射对星敏感器精度影响的方法。步骤包括：根据星敏感器像的光轴指向计算星敏感器光轴指向的天顶距；采用星图识别算法，识别星敏感器视场内恒星星像坐标；计算星敏感器视场内已经识别恒星的天顶距；将大气折射值分解到星敏感器像空间坐标系下的X轴方向分量和Y轴方向的分量；利用所有成功识别恒星星像减去由于大气折射值带来的偏差ΔX和ΔY，计算姿态四元数。本发明消除大气折射影响后，使星敏感器为舰船、导弹、机载等低空飞行的飞行器提供高精度的导航信息，载体采用修正大气折射后高精度的导航信息后，为载体规划更优的导航路径提供了基础，从而进一步减少了载体的燃料消耗，提高了效率。

主权项

1.一种修正大气折射对星敏感器精度影响的方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：利用载体惯性器件，星敏感器像空间坐标系与载体本体系之间的关系，计算星敏感器在东-北-天坐标系下的光轴指向；步骤二：根据星敏感器像的光轴指向计算星敏感器光轴指向的天顶距，即星敏感器光轴指向与天顶之间的夹角；步骤三：利用气压计读取当地的气压计的直接读数以及气压计的温度；步骤四：判断当地纬度是否大于45°，利用温度计读取当地空气温度；步骤五：采用星图识别算法，识别星敏感器视场内恒星星像坐标；步骤六：利用星敏感器识别结果，计算星敏感器视场内已经识别恒星与光轴指向的夹角；步骤七：根据步骤六和步骤二的结果，计算星敏感器视场内已经识别恒星的天顶距；步骤八：根据步骤三、步骤四、步骤七以及折射公式计算星敏感器视场内已经识别恒星的大气折射值；折射公式：其中R₀在标准大气状况：气温T＝0℃，气压P＝760mmHg，水银温度T′＝0℃，纬度45°的海平面处的大气折射，可以近似地表示为：R₀＝60.1045″tgZ-0.06606″tg³Z+0.00001742tg⁵ZZ为星光指向在天顶距的入射角；步骤九：将步骤八的大气折射值分解到星敏感器像空间坐标系下的X轴方向分量和Y轴方向的分量，这两个分量就是大气折射值对恒星在星敏感器像空间坐标系下X轴方向的偏差ΔX和Y轴方向偏差ΔY；步骤十：将获得的恒星星像坐标X和Y，减去X轴方向的偏差ΔX和Y轴方向偏差ΔY；步骤十一：对视场内所有识别成功恒星星像坐标重复步骤六到步骤十；步骤十二：利用所有成功识别恒星星像减去由于大气折射值带来的偏差ΔX和ΔY，计算姿态四元数；步骤十三：步骤十二得到的姿态四元数就是消除大气折射值后的姿态，把该姿态输入到导航计算机中。