[发明专利]一种适用于星敏感器的自主预报方法有效
| 申请号： | 201110118974.6 | 申请日： | 2011-05-10 |
| 公开（公告）号： | CN102288175A | 公开（公告）日： | 2011-12-21 |
| 发明（设计）人： | 李葆华;陈希军;李清华;奚伯琦 | 申请（专利权）人： | 哈尔滨工业大学 |
| 主分类号： | G01C21/02 | 分类号： | G01C21/02 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 150001 黑龙*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | 本发明提供一种满足飞行器在大角速度机动时纯采用星敏感器进行姿态测控要求的适用于星敏感器的自主预报方法。步骤包括：计算四元素偏差Δq；计算从T1时刻的姿态到T2时刻姿态转轴的转角Φ12；结合ΔT＝T2-T1，计算星敏感器角速度为|ω|＝Φ12/ΔT；根据T2时刻的姿态四元数q′预报T3时刻的姿态四元数q″′＝q′Δq′；利用预报的当前时刻T3姿态四元数q″′搜索出当前时刻T3星敏感器视场内所有恒星，并预报出这些恒星的星像坐标；本发明根据星敏感器最新两帧输出姿态，自主预报后续任何时刻的姿态，并根据预报的姿态来预报视场内所有恒星的预报星像坐标；由于预报后视场内所有恒星都为已知恒星，因此避免了获取未知恒星的过程，从而提高了所获取恒星信息的可靠性。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 适用于 敏感 自主 预报 方法 | ||
【主权项】：
一种适用于星敏感器的自主预报方法，其特征在于：步骤如下：步骤一：根据连续两帧T1时刻和T2时刻的姿态四元数，计算四元素偏差Δq；步骤二：根据四元数的定义，利用四元素偏差Δq计算从T1时刻的姿态到T2时刻姿态转轴的转角Φ12；步骤三：结合ΔT＝T2‑T1，计算星敏感器角速度为|ω|＝Φ12/ΔT；步骤四：读取系统当前时间T3，根据计算的星敏感器角速度计算T2时刻的姿态到T3时刻姿态转轴的转角Φ23＝|ω|(T3‑T2)；步骤五：利用角Φ23、T1时刻和T2时刻的姿态四元数计算四元素偏差Δq，计算T2时刻和T3时刻的姿态四元数计算四元素偏差Δq′；步骤六：根据T2时刻的姿态四元数q′预报T3时刻的姿态四元数q″′＝q′Δq′；步骤七：利用预报的当前时刻T3姿态四元数q″′搜索出当前时刻T3星敏感器视场内所有恒星，并预报出这些恒星的星像坐标；步骤八：以预报的恒星坐标为中心，从星图小区域内获取相应的实际星像位置；步骤九：对这些获取的实际星像位置进行进一步确认；步骤十：利用确认后的实际星像位置计算当前时刻T3的实际姿态，并把计算当前时刻T3的实际姿态发送给导航计算机。
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- 一种星敏感器的异步多帧星图融合方法，包括步骤如下：(1)动态周期性调节星敏感器的图像传感器的曝光时间，连续地记录星敏感器在一段时间内采集的星图数据；(2)提取所采集的星图中的星点信息，确定所有星点的定位精度，剔除定位精度太低的星点；(3)确定不同时刻星图的星点间的相对位移；(4)根据第2步提取的定位精度较高的星点的定位精度，并根据第3步得到的相对位移，将其转换到最新帧的星图指向坐标系，对于在不同星图上的同一个星点数据取以定位精度为权重的平均值；(5)在最新帧的星图指向坐标系下，使用姿态确定算法，完成基于异步多帧星图融合的高精度姿态测量。本发明能够提高单探头星敏感器的测量精度。
- 一种星敏感器高速目标提取方法-201710035380.6
- 唯乐思;胡雄超;闫晓军;毛晓楠;周琦 - 上海航天控制技术研究所
- 2017-01-17 - 2019-05-31 - G01C21/02
- 本发明涉及一种星敏感器高速目标提取方法，包含：S1、CCD驱动模块驱动探测器获取星图图像数据，通过双路Dump图像输出方式将星图图像数据传输至星点质心提取模块；S2、星点质心提取模块采用波门图像采集方式从接收的星图图像中获取星点质心坐标；S3、采用FPGA和DSP处理器协同工作方式，根据星点质心坐标选取包含有星点的有效波门图像，并将有效波门图像的图像数据存储至SRAM中；S4、将SRAM中存储的有效波门图像的图像数据通过高速数据传输模块和LVDS协议芯片输出至上位机。本发明能有效缩短大面阵探测器的像素输出时间，提高星敏感器数据处理的速率和更新率，提高星敏感器的动态性能，并确保上位机接收星图的实时性。
- 一种聚合式星敏感器及其卫星姿态确定方法-201610346316.5
- 张南;范春石;孟子阳;刘晓韵;王晓初 - 中国空间技术研究院
- 2016-05-23 - 2019-05-24 - G01C21/02
- 本发明公开了一种聚合式微型星敏感器及一种基于四元数估计和聚合式微型星敏感器的卫星姿态确定方法；一种聚合式微型星敏感器，包括至少一个微型星敏感器单元，微型星敏感器单元至少为四面体结构，包括一个孔径面(3)，其余面均为接口面(4)，接口面(4)相互呈非90°夹角；光学系统(1)和遮光罩位于孔径面(3)中部；微型星敏感器单元之间、微型星敏感器单元与卫星之间通过机械接口(6)连接；微型光学系统(1)、陀螺(2)均与电信接口(5)连接，与外界进行数据通信并获得供电。本发明使用多个低成本分布式微型敏感单元，通过网络互联与信息交互融合，实现聚弱成强，获得增强的姿态确定精度，并且增加了系统鲁棒性。
- 一种基于卷帘曝光星敏感器的动态补偿方法-201610742873.9
- 程会艳;郑然;武延鹏;李玉明;王苗苗;朱建峰;周建涛;梁爽;王龙 - 北京控制工程研究所
- 2016-08-26 - 2019-05-24 - G01C21/02
- 一种基于卷帘门曝光星敏感器的动态补偿方法，包括下列步骤：(1)根据APS星敏感器的成像原理，从理论上分析卷帘曝光对星点位置误差的影响，推导出卷帘曝光时间、星点位置与星点位置误差、星点间角距误差之间的关系；(2)通过对不同角速度下APS星敏感器的观星星图进行分析，与步骤1)中理论分析结果进行比对，验证步骤1)中理论推导结果的正确性；(3)基于步骤1)理论推导结果和步骤2)验证，给出了补偿卷帘门曝光的动态补偿方法；(4)利用该方法对星点位置进行补偿，并验证该方法的有效性。本发明所需计算量小，简单易行，实现成本低，不但有利于提高动态时星敏感器的姿态测量精度，也有助于提升星敏感器的动态性能，且效果显著，具有很好的实用价值。
- 用于X射线脉冲星导航敏感器的硅漂移探测器处理电路-201610964282.6
- 刘科;吕政欣;陈建武;左富昌;梅志武 - 北京控制工程研究所
- 2016-10-28 - 2019-05-24 - G01C21/02
- 用于X射线脉冲星导航敏感器的硅漂移探测器处理电路，包括前置放大模块、复位模块和制冷模块，前置放大模块接收硅漂移探测器输出的光子信号后进行低噪声放大生成预放大光子信号，分别输出至脉冲星导航敏感器、复位模块，复位模块采用预放大光子信号生成复位信号后输出给硅漂移探测器，对探测器进行复位，防止硅漂移探测器输出的光子信号饱和，制冷模块采用探测器内部温敏二极管的温度信号作为输入，与预先设置的温度进行比较，产生制冷电流控制探测器内部温度与设置温度保持一致。本发明探测器处理电路通过采用抗辐射宇航级元器件进行设计，与现有技术相比，能更好的适用于宇航产品长期在轨工作。
- 消除脉冲星到达时间数据中宽频时域干扰的方法-201610669695.1
- 刘志勇;王娜;陈卯蒸;袁建平;闫文明 - 中国科学院新疆天文台
- 2016-08-15 - 2019-05-14 - G01C21/02
- 本发明涉及天体物理技术领域，具体涉及一种消除脉冲星到达时间数据中宽频时域干扰的方法，包括：观测脉冲星的脉冲信号，得到脉冲星的周期性脉冲轮廓，对脉冲星的周期性脉冲轮廓进行消除色散延迟处理，观测脉冲星脉冲信号数据中的宽频射电干扰，消除脉冲星到达时间数据中的宽频时域干扰。本发明利用宽频时域干扰的相关性，通过通道相减消除宽频的时域干扰消除脉冲星观测数据中的宽频时域干扰，获得真实的脉冲星轮廓，提高脉冲星到达时间的精度，为脉冲星的到达时间观测研究提供更可靠的保障。
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