[发明专利]成像定标的姿态控制方法

摘要

成像定标的姿态控制方法，包括以下步骤：(1)敏感器的安装布局；(2)执行机构的安装布局；(3)姿态确定；(4)姿态轨迹规划；(5)姿态控制误差计算；(6)姿态控制。本发明在成像定标中可以自主选择姿态确定方法，在姿态机动过程引入姿态修正或姿态更新，既适用于陀螺正常情况，也适应于陀螺故障情况，有利于飞行器延寿和安全可靠，综合设计的姿态控制算法，提供高品质的姿态，有利于遥感器的在轨成像标定。

主权项

成像定标的姿态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定敏感器的安装布局：所述的敏感器包括陀螺和星敏感器；陀螺安装布局根据最大机动角速度需求确定，满足姿态控制期间陀螺不饱和；星敏感器的安装布局满足在轨使用要求和姿态确定精度的要求；(2)确定执行机构的安装布局：执行机构的安装布局满足姿态控制期间不饱和且能输出有效力矩；(3)预估姿态，包括：利用陀螺数据进行姿态四元数和角速度预估即有陀螺姿态；利用姿态动力学预估姿态四元数和角速度即无陀螺姿态；(4)如果当前星敏感器数据无效则转步骤(6)，否则：分别对步骤(3)预估的姿态进行卡尔曼滤波姿态修正，修正后转步骤(5)；(5)如果当前星敏感器数据有效之前出现星敏感器持续无效且处于姿态机动过程则采用当前有效星敏感器数据根据几何定姿算法更新当前姿态，即由星敏感器确定的姿态直接更新当前有陀螺和无陀螺姿态，后转步骤(6)；(6)确定三轴姿态：根据有陀螺姿态和无陀螺姿态的姿态四元数、轨道数据确定三轴有陀螺和无陀螺姿态角；(7)根据飞行器质量特性、控制力矩大小、角动量容量、姿态机动角度、姿态机动时间要求设计姿态机动轨迹以及机动到位后的跟踪轨迹；(8)根据飞行器当前姿态，即陀螺正常则当前姿态取有陀螺姿态，否则取无陀螺姿态和步骤(7)中设计的姿态机动轨迹中的姿态计算姿态控制误差；(9)利用步骤(8)中计算的姿态控制误差进行姿态控制。