[发明专利]一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法

说明书

本发明涉及一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，涉及航天器姿轨控制领域；包括如下步骤：步骤一、建立太阳敏感器自身的测量坐标系ON1N2N3；测量太阳相对于太阳敏感器的太阳矢量以ON1N3‑N2建立球坐标系；步骤二、从旋转角度方面计算太敏测量角ψ″′_SS；步骤三、从轨道角速度方面计算太敏测量角ψ″_SS；步骤四、计算定姿角ψ_O.本发明利用太敏测量角确定姿态，得到了统一的太敏定姿系数计算方法，对于滚动、俯仰和偏航角计算公式一致，物理概念清晰明确。

技术领域

本发明属于航天器姿轨控制领域，涉及一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法。

背景技术

静止轨道卫星在转移轨道变轨期间建立远地点姿态过程中，利用太阳敏感器测量角和其他敏感器测量的两轴姿态数据确定第三轴姿态。使用太阳敏感器13/43定偏航姿态、太阳敏感器61定滚动姿态、太阳敏感器62定俯仰姿态。以往的计算方法利用解析微分求导方法，推导出的利用4个太敏定姿的计算方法不统一，公式形式不一致，导致本身是空间对称的问题丧生了对称美，而且计算过程因采用解析方法导致物理意义不明显。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，利用太敏测量角确定卫星单轴姿态，得到了统一的利用太敏测量角和其他敏感器测量得到的卫星两轴姿态确定卫星第三轴姿态的计算方法，对于滚动、俯仰和偏航角计算公式一致，物理概念清晰明确。

本发明解决技术的方案是：

一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，包括如下步骤：

步骤一、建立太阳敏感器自身的测量坐标系ON1N2N3；测量太阳相对于太阳敏感器的太阳矢量以ON1N3-N2建立球坐标系；

步骤二、从旋转角度方面计算太敏测量角ψ″′_SS；

步骤三、从轨道角速度方面计算太敏测量角ψ″_SS；

步骤四、计算定姿角ψ_O。

在上述的一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，所述步骤一中，测量坐标系ON1N2N3的建立方法为：原点O为太阳敏感器质心，N1垂直太阳敏感器安装面指向太敏棱镜方向；N2平行于太阳敏感器狭缝正方向；N3由右手定则确定。

在上述的一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，所述步骤二中，从旋转角度方面计算太敏测量角ψ″′_SS的具体方法为：

S1、测量太敏测量角初始值为ψ_SS；

S2、将球坐标系ON1N3-N2绕-N2轴旋转ψ角度，计算太敏测量角的增量；

S3、将球坐标系ON1N3-N2绕N1轴旋转β₁角度，计算太敏测量角的增量；

S4、将球坐标系ON1N3-N2绕N3轴旋转β₃角度，计算太敏测量角的增量；

S5、计算球坐标系ON1N3-N2依次旋转ψ、β₁、β₃角度后的太敏测量角ψ″′_SS。

在上述的一种滚动俯仰偏航太阳敏感器定姿角的计算方法，所述0＜ψ≤60°；0＜β₁≤5°；0＜β₃≤5°。