[发明专利]一种三探头星敏感器姿态的确定方法

摘要

本发明公开一种三探头星敏感器姿态的确定方法，数据处理模块定周期地给两个探头模块进行校时，弥补了星敏感器长时间运行后，两个成像探头模块之间时间差增大的缺点；弥补了单个成像探头模块星敏感器滚动轴姿态精度差的缺点；即使某个成像探头模块失效，在保证姿态精度的基础上，另两个成像探头模块仍然能输出姿态，提高了数据可靠性。

主权项

一种三探头星敏感器姿态的确定方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：分别读取第一获取探头的姿态Q1和曝光时刻t1；第二获取探头的姿态Q2和曝光时刻t2；第三获取探头的姿态Q3和曝光时刻t3；取t1、t2和t3的最大值；如果t1最大；计算Δt2＝t1‑t2，Δt3＝t1‑t3；步骤二：利用Q2、Δt2和公式(11) q 10 ′ q 11 ′ q 12 ′ q 13 ′ = q 10 q 11 q 12 q 13 + q · 10 q · 11 q · 12 q · 13 × ( t 1 ′ - t 1 ) - - - ( 11 ) 计算第二获取探头在t1时刻姿态Q′2，利用Q3、Δt3和公式(11)计算第三获取探头在t1时刻姿态Q′3；步骤三：利用Q1计算第一获取探头在t1时刻的光轴指向S1，利用Q′2计算第二获取探头在t1时刻的光轴指向S′2，利用Q′3计算第三获取探头在t1时刻的光轴指向S′3；步骤四：第一获取探头光轴指向的像空间坐标V1是(0，0，1)，利用公式(5) U r = U rx U ry U rz , V r = V rx V ry V rz , W r = W rx W ry W rz - - - ( 5 ) 把第二获取探头光轴指向的像空间坐标V2(0，0，1)转换到第一获取探头坐标系下的像空间坐标V′2，利用公式(5) U r = U rx U ry U rz , V r = V rx V ry V rz , W r = W rx W ry W rz - - - ( 5 ) 把第三获取探头光轴指向的像空间坐标V3(0，0，1)转换到第一获取探头坐标系下的像空间坐标V′3；步骤五：利用V1、V′2、V′3以及S1、S′2、S′3，利用公式(8) C nb F b = C nr F r F b = C br F r C br = C nb - 1 C nr = C nb T C nr - - - ( 8 ) 计算三探头的姿态Q，并输出时间t1和姿态Q；如果t2最大；计算Δt1＝t2‑t1，Δt3＝t2‑t3；步骤六：利用Q1、Δt1和公式(11) q 10 ′ q 11 ′ q 12 ′ q 13 ′ = q 10 q 11 q 12 q 13 + q · 10 q · 11 q · 12 q · 13 × ( t 1 ′ - t 1 ) - - - ( 11 ) 计算第一获取探头在t2时刻姿态Q′1，利用Q3、Δt3和公式(11)计算第三获取探头在t2时刻姿态Q′3；步骤七：利用Q′1计算第一获取探头在t2时刻的光轴指向S′1，利用Q2计算第二获取探头在t2时刻的光轴指向S2，利用Q′3计算第三获取探头在t2时刻的光轴指向S′3步骤八：第一获取探头光轴指向的像空间坐标V1是(0，0，1)，利用公式(5)把第二获取探头光轴指向的像空间坐标V2(0，0，1)转换到第一获取探头坐标系下的像空间坐标V′2，利用公式(5)把第三获取探头光轴指向的像空间坐标V3(0，0，1)转换到第一获取探 头坐标系下的像空间坐标V′3；利用V1、V′2、V′3以及S′1、S2、S′3，利用公式(8)计算三探头的姿态Q，并输出时间t2和姿态Q；如果t3最大；计算Δt1＝t3‑t1，Δt2＝t3‑t2利用Q1、Δt1和公式(11)计算第一获取探头在t3时刻姿态Q′1，利用Q2、Δt2和公式(11)计算第二获取探头在t3时刻姿态Q′2利用Q′1计算第一获取探头在t3时刻的光轴指向S′1，利用Q′2计算第二获取探头在t3时刻的光轴指向S′2，利用Q3计算第三获取探头在t3时刻的光轴指向S3第一获取探头光轴指向的像空间坐标V1是(0，0，1)，利用公式(5)把第二获取探头光轴指向的像空间坐标V2(0，0，1)转换到第一获取探头坐标系下的像空间坐标V′2，利用公式(5)把第三获取探头光轴指向的像空间坐标V3(0，0，1)转换到第一获取探头坐标系下的像空间坐标V′3步骤九：利用V1、V′2、V′3以及S′1、S′2、S3，利用公式(8)计算三探头的姿态Q，并输出时间t3和姿态Q。