[发明专利]一种基于磁强计和太阳敏感器的对日定向方法

摘要

本发明涉及一种基于磁强计和太阳敏感器的对日定向方法，适用于中低轨道卫星对日定向控制，包含：S1、计算太阳矢量方位信息，包括在卫星轨道系下和卫星本体系下的坐标分量；以及计算太阳敏感器测得的两维姿态角；S2、计算地磁场矢量方位信息，包括在卫星轨道系下和卫星本体系下的坐标分量；S3、对日轴姿态计算，根据太阳和地磁场的双矢量定姿，得到对日状态下卫星本体系相对卫星轨道系的俯仰姿态；S4、以太阳敏感器测得的两维姿态角和双矢量定姿得到的俯仰姿态，作为姿态控制基准，实现对地三轴的姿态稳定控制。本发明既能保证全姿态模式下的对日定向稳定，又能保证对地三轴稳定姿态的偏差最小。

主权项

1.一种基于磁强计和太阳敏感器的对日定向方法，其特征在于，适用于中低轨道卫星对日定向控制，包含以下步骤：S1、计算太阳矢量方位信息，包括在卫星轨道系下和卫星本体系下的坐标分量；以及计算太阳敏感器测得的两维姿态角；S2、计算地磁场矢量方位信息，包括在卫星轨道系下和卫星本体系下的坐标分量；S3、对日轴姿态计算，根据太阳和地磁场的双矢量定姿，得到对日状态下卫星本体系相对卫星轨道系的俯仰姿态；S4、以太阳敏感器测得的两维姿态角和双矢量定姿得到的俯仰姿态，作为姿态控制基准，实现对地三轴的姿态稳定控制；所述的S1中，具体包含以下步骤：S11、根据星历信息，推算太阳矢量在卫星轨道系下的坐标分量：Sun_o＝[S_ox,S_oy,S_oz]^T；将所述的太阳矢量在卫星轨道系下的坐标分量记为v₁；S12、根据太阳敏感器信息，计算太阳矢量在卫星本体系下的坐标分量；具体包含以下步骤：S121、计算太阳敏感器测得的两维姿态角：其中，i_a、i_b、i_c、i_d分别为电池片a、电池片b、电池片c和电池片d受太阳光照射所产生的电流大小；S122、计算太阳矢量在卫星本体系下的坐标分量：将所述的太阳矢量在卫星本体系下的坐标分量记为r₁；所述的S3中，具体包含以下步骤：S31、根据太阳矢量在卫星本体系下的坐标分量r₁，以及地磁场矢量在卫星本体系下的坐标分量r₂，建立坐标系：S32、根据太阳矢量在卫星轨道系下的坐标分量v₁，以及地磁场矢量在卫星轨道系下的坐标分量v₂，建立坐标系：S33、计算卫星本体系相对卫星轨道系的姿态矩阵A_b←o：A_b←o＝RV^T；S34、计算俯仰姿态角θ_cal：θ_cal＝arctan(‑A_xz,A_zz)；其中，A_xz和A_zz分别为姿态矩阵A_b←o中的第一行第三个元素和第三行第三个元素。