[发明专利]一种多视场星敏感器实验室测试方法

摘要

本发明涉及一种多视场星敏感器实验室测试方法，方法如下：动力学仿真计算机根据用户设置的初始轨道参数、轨道动力学、第一视场、第二视场和第三视场与飞行器之间的安装方向，分别生成第一视场、第二视场和第三视场的恒星星图，并通过VGA并行地发送到第一多星模拟器，第二多星模拟器和第三多星模拟器，多视场星敏感器的各视场分别拍摄这些星图，进行融合解算。由于该测试方法能够完全模拟外场的实际测试环境，因此可以测试多视场星敏感器的可靠性、鲁棒性等。多视场星敏感器采用数据融合的方法能够提高星敏感器滚动角的精度，此外该方法还可以测试单视场的星敏感器，因此增加了测试设备的通用性，降低了测试设备成本。

主权项

一种多视场星敏感器实验室测试方法，其特征在于，步骤如下：(1)、动力学仿真计算机接收导航计算机的导航结果指令；(2)、动力学仿真计算机根据导航结果指令中飞行器三轴加速度和上帧轨道六根数，利用飞行器轨道动力学，计算当前帧轨道六根数；(3)、动力学仿真计算机根据导航结果指令中三轴姿态角速度和上帧姿态在轨道坐标系下姿态，利用飞行器姿态动力学，计算当前帧姿态在轨道坐标系下姿态；(4)、根据计算的当前帧轨道六根数和轨道坐标系下的姿态，计算当前帧飞行器在惯性坐标系下的姿态；(5)、利用飞行器和星敏感器第一视场的关系，计算星敏感器第一视场在惯性坐标系下的姿态矩阵C1，以飞行器的坐标极性与第一星敏感器的坐标极性一致，此时星敏感器第一视场在惯性坐标系下的姿态就是飞行器在惯性坐标系下的姿态；(6)、利用第一视场和第二视场之间光轴指向夹角为90°的关系，通过公式 C 2 = 0 - 1 0 0 0 - 1 1 0 0 · C 1 , 计算星敏感器第二视场在惯性坐标系下的姿态矩阵C2；(7)、利用第一视场和第三视场之间光轴指向夹角为90°和第二视场与第三视场之间光轴指向夹角为90°的关系，通过公式 C 3 = 0 - 1 0 0 0 - 1 1 0 0 · C 1 , 计算星敏感器第三视场在惯性坐标系下的姿态矩阵C3；(8)、根据第一视场的姿态矩阵，从星表内搜索出第一视场内所有恒星；(9)、计算第一视场所有恒星的理想星像坐标；(10)、根据第一视场内所有恒星理想星像坐标和恒星星等，生成第一视场的一幅恒星星图；(11)根据第二视场的姿态矩阵，从星表内搜索出第二视场内所有恒星；(12)、计算第二视场所有恒星的理想星像坐标；(13)、根据第二视场内所有恒星理想星像坐标和恒星星等，生成第二视场的一幅恒星星图；(14)、根据第三视场的姿态矩阵，从星表内搜索出第三视场内所有恒星；(15)、计算第三视场所有恒星的理想星像坐标；(16)、根据第三视场内所有恒星理想星像坐标和恒星星等，生成第三视场的一幅恒星星图；(17)、同时把第一视场的星图发送到第一多星模拟器中，把第二视场的星图发送到第二多星模拟器中，把第三视场的星图发送到第三多星模拟器中；(18)、第一多星模拟器、第二多星模拟器和第三多星模拟器同时地接收到星图后，把星图的数字信号转换为光信号，并且分别地把光信号转换为平行光；(19)、多视场星敏感器的第一视场、第二视场和第三视场分别拍摄第一多星模拟器、第二多星模拟器和第三多星模拟器的光信号的星图；(20)、各自地从拍摄的星图中提取恒星星像坐标，并分别地把从星图中提取的恒星星像坐标发送给数据处理部分；(21)、数据处理部分接收到三个视场的星像坐标后进行星图识别，姿态计算，把计算的姿态结果发送给导航计算机；(22)、导航计算机接收到多视场星敏感器的姿态信息后进行导航解算，把导航结果指令发送给动力学仿真计算机。