船载高精度星敏感器安装角标定方法

摘要

船载高精度星敏感器安装角标定方法，涉及航天器姿态控制地面应用领域，解决现有技术无法实现对船载星敏感器安装角精确标定的问题，在船载雷达设备基座安装星敏感器；船进坞坐墩时，船载标校经纬仪通过测星或瞄方位标的方法确定测量船航向角，标定全船水平基准纵摇角、横摇角，获得惯导地平系到甲板坐标系转换矩阵；星敏感器拍摄星图，获取i颗恒星的观测矢量和参考矢量，计算视场内i颗恒星的方位角和俯仰角并对俯仰角逐个进行蒙气差修正，重构i颗恒星惯导地平系参考矢量，计算惯导地平系下星敏感器姿态矩阵以及船载星敏感器安装矩阵，解算安装角。本发明提高了航天测量船船体姿态的测量精度。

主权项

船载高精度星敏感器安装角标定方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：步骤一、在船载雷达设备基座安装星敏感器SS1；步骤二、船进坞坐墩时，船载标校经纬仪标定零位差和照准差，所述星敏感器SS1标定主点、焦距以及光学畸变参数；船载标校经纬仪通过测星或瞄方位标的方法确定测量船航向角K₀，采用高精度水平仪标定全船水平基准纵摇角ψ₀、横摇角θ₀，获得惯导地平系到甲板坐标系转换矩阵R₀；步骤三、星敏感器SS1拍摄星图，通过星图提取和星图识别获取i颗恒星的观测矢量W_i和参考矢量分别V_i，对所述参考矢量V_i经岁差、章动、极移、地球自转的变换后转换到惯导地平系参考矢量V_DPi，由所述惯导地平系参考矢量V_DPi计算视场内i颗恒星在惯导地平系下的方位角A_DPi和俯仰角E_DPi，对所述惯导地平系下的俯仰角E_DPi逐个进行蒙气差修正，获得修正后的俯仰角E'_DPi，重构i颗恒星惯导地平系参考矢量，获得重构后的参考矢量V'_DPi，计算惯导地平系下星敏感器姿态矩阵所述星敏感器姿态矩阵为星敏感器坐标系到惯导地平系下的转换矩阵，用公式表示为：$W_i=R_{DP}^s{V}_{DPi}^{\prime }$式中，s为星敏感器坐标系，DP为惯导地平系，i为正整数且i≤n，n为视场内已识别恒星数目；步骤四、计算船载星敏感器安装矩阵解算安装角：$R_s^b=R_0{\left(R_{DP}^s\right)}^{-1}$则由安装矩阵解算等效安装角：$\left\{\begin{array}{c}A={\tan }^{-1}\left(R_s^b\right(3,1)/R_s^b(1,1))\\ E={\sin }^{-1}\left(R_s^b\right(2,1))\\ \gamma ={\tan }^{-1}\left(R_s^b\right(2,3)/R_s^b(2,2))\end{array}\right.$式中，b为甲板坐标系，A、E和γ分别为安装方位角、俯仰角和滚动角。