[发明专利]基于遥感卫星凝视姿态的星敏感器安装布局方法

摘要

基于遥感卫星凝视姿态的星敏感器安装布局方法，涉及应用于太阳同步轨道上遥感卫星领域，解决现有星敏布局方法复杂，需要反复迭代且只能满足卫星有限姿态下有效的缺点，建立空间球面；确定建立的空间球面上有效规避地气光的区域；确定空间球面上有效规避太阳光的区域；将确定的有效规避地气光的区域和确定的有效规避太阳光的区域取交集，获得的交集区域为卫星在凝视姿态下星敏有效的有效区域；以空间球面的球心作为星敏光轴矢量的起点，在所述有效区域上的任意备选点作为星敏光轴矢量的终点，即确定出星敏的安装布局方位。本发明所述的星敏感器布局方法简单、方便、快捷。可以一次性直接求出满足卫星所有姿态情况下对星敏感器有效性的要求。

主权项

1.基于遥感卫星凝视姿态的星敏感器安装布局方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、建立空间球面；将卫星本体坐标系与卫星轨道坐标系重合，以卫星本体坐标系原点为球心，基于卫星本体坐标系做半径为r的空间球面，从所述空间球面的球心到球面上任意一点所构成的矢量即为备选的星敏感器光轴矢量；步骤二、确定步骤一建立的空间球面上有效规避地气光的区域；步骤二一、通过公式(1)确定地气光边缘与地球矢量夹角A，以夹角A为半锥角的圆锥面与步骤一建立的空间球面相交成形成圆a，圆a以下区域定义为地气光在空间球面上的投影；其中，R为地球半径，L为地球外大气层厚度，H为卫星标称轨道高度；步骤二二、设定星敏地球规避角B，在步骤二一所述圆锥面的基础上外扩角B，新的圆锥面与步骤一建立的空间球面相交形成圆b，所述圆b以上区域为在卫星不侧摆时星敏感器规避地气光的有效区域；步骤二三、设定卫星凝视角度为角C，在步骤二二形成的新的圆锥面的基础上继续外扩角C，所形成的圆锥面与步骤一建立的空间球面相交，交线构成圆c，所述圆c以上的球面为满足卫星以角C凝视时星敏感器规避地气光的有效区域；步骤三、确定空间球面上有效规避太阳光的区域；步骤三一、在卫星不侧摆时，太阳矢量与轨道面的夹角β存在最小值βmin和最大值βmax；以卫星本体坐标系的‑Y轴为轴心，分别以90°‑βmin和90°‑βmax为半锥角做两个圆锥面，所述两个圆锥面与空间球面分别形成两个圆，分别为圆d和圆e，并分别在90°‑βmin半锥角基础上增加太阳规避角S、在90°‑βmax半锥角基础上减少太阳规避角S形成两个新的圆锥面，新的圆锥面与空间球面相交形成圆f和圆g，则在空间球面上圆f的右侧和圆g的左侧区域即为星敏感器规避太阳的有效区域；步骤三二、在卫星凝视姿态下，当卫星以左摆角γ姿态凝视时，将圆f、圆g的法向向量绕卫星本体坐标系+X轴旋转γ角，形成新的圆h和圆i，则在空间球面上圆h的右侧和圆i的左侧区域即为左摆姿态凝视时星敏感器规避太阳的有效区域；当卫星以右摆角γ姿态凝视时，将圆f他圆g的法向向量绕卫星本体坐标系+X轴旋转‑γ角，形成新的圆j和圆k，则在空间球面上圆j的右侧和圆k的左侧区域即为右摆姿态凝视时星敏感器规避太阳的有效区域；步骤三三、将步骤三一获得的有效区域和步骤三二获得的有效区域取交集，交集区域即为卫星在以侧摆角γ姿态进行凝视时星敏感器规避太阳光的有效区域；步骤四、将步骤二确定的有效规避地气光的区域和步骤三确定的有效规避太阳光的区域取交集，获得的交集区域为卫星在凝视姿态下星敏有效的有效区域；以空间球面的球心作为星敏光轴矢量的起点，在所述有效区域上的任意备选点作为星敏光轴矢量的终点，即确定出星敏的安装布局方位。