太阳相对近地轨道微小卫星位置的确定方法

摘要

太阳相对近地轨道微小卫星位置的确定方法，涉及太阳相对于航天器的位置的确定方法。为了解决目前还没有一种能够根据近地轨道微小卫星在J2000坐标系下的位置、速度与UTC信息解算太阳相对于微小卫星的位置的方法的问题。本发明已知近地微小卫星在J2000坐标系下的速度、位置以及UTC，通过岁差转换矩阵P和地球自转转换矩阵R求得坐标转换矩阵W，求得微小卫星所在位置的地心经度λ、地心纬度与地心距R_d；计算出太阳高度角h和太阳方位角A，将太阳相对于微小卫星的位置在北东地坐标系下表示出来；解算出北东地坐标系与轨道坐标系间的坐标转换矩阵Q，将太阳相对于微小卫星的位置在轨道坐标系下表示出来。本发明适用于航天器姿态控制技术领域。

主权项

太阳相对近地轨道微小卫星位置的确定方法，其特征在于它按以下步骤实现：步骤一、已知由星载GPS输出的微小卫星在J2000坐标系下的速度、位置，以及格林尼治年、月、日信息与协调世界时UTC，通过岁差转换矩阵P和地球自转转换矩阵R求得由J2000坐标系到ECEF的坐标转换矩阵W，将微小卫星的速度、位置矢量在ECEF下表示；其中，所述J2000坐标系：坐标原点O_J2000位于地心，X_J2000轴指向J2000.0平春分点，Z_J2000轴向北，指向J2000.0平赤道的极点，Y_J2000轴与X_J2000、Y_J2000轴构成右手系；J2000.0指的是2000年1月1日12：00：00TDB；ECEF坐标系：坐标原点O_ECEF位于地心，x_ECEF轴在赤道面上并指向格林尼治子午线方向，z_ECEF轴垂直于赤道面指向北极，y_ECEF轴与x_ECEF轴、z_ECEF轴形成右手系；步骤二、根据微小卫星在ECEF下的位置，利用反三角函数以及经纬度象限条件求得微小卫星所在位置的地心经度λ、地心纬度步骤三、利用步骤二的结果，计算出积日N，日角θ、太阳赤纬角δ、太阳时角τ、地方时S_d，进而计算出太阳高度角h、太阳方位角A；步骤四、利用步骤三求得的太阳高度角h、太阳方位角A，在已知太阳相对于微小卫星的距离的前提下，将太阳相对于微小卫星的位置在北东地坐标系下表示；步骤五、利用步骤一中J2000坐标系下微小卫星的位置和速度信息，解算出北东地坐标系与轨道坐标系之间的夹角，利用夹角得到北东地坐标系到轨道坐标系之间的坐标转换矩阵，将在北东地坐标系下表示的太阳相对于微小卫星的位置在轨道坐标系中表示。