一种快速圆绕飞监测的相对位置和姿态解算方法

摘要

本发明涉及一种快速圆绕飞监测的相对位置和姿态解算方法，应用于一绕飞航天器绕一目标航天器进行快速圆绕飞监测运动中，包括以下步骤：S1：设置绕飞中心和绕飞半径，得出绕飞中心与目标航天器质心的距离；S2：设置绕飞方位，并以与绕飞中心和目标航天器质心连线垂直且过绕飞中心的平面作为绕飞平面；S3：定义绕飞参考坐标系以及期望姿态坐标系，计算绕飞参考坐标系和期望姿态坐标系之间的坐标转换矩阵；S4：快速圆绕飞监测的相对位置解算；S5：快速圆绕飞监测的姿态解算。通过本发明可以将空间任意方位的快速圆绕飞监测的复杂运动转化为简单的平面运动和姿态跟踪，简化了问题的分析与设计。

主权项

一种快速圆绕飞监测的相对位置和姿态解算方法，应用于一绕飞航天器绕一目标航天器进行快速圆绕飞监测运动中，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置绕飞中心和绕飞半径，得出绕飞中心与目标航天器质心的距离；S2：设置绕飞方位，并以与绕飞中心和目标航天器质心连线垂直且过绕飞中心的平面作为绕飞平面；将绕飞平面的单位法向量与相对轨道坐标系中z轴的夹角和绕飞平面的单位法向量在相对轨道坐标系中xy平面的投影与y轴的夹角作为绕飞面的方位角参数；S3：定义绕飞参考坐标系以及期望姿态坐标系，计算绕飞参考坐标系和期望姿态坐标系之间的坐标转换矩阵,将快速圆绕飞监测运动转化为绕飞参考坐标系内平行于xy平面的运动和绕期望姿态坐标系y轴的姿态跟踪运动；S4：快速圆绕飞监测的相对位置解算，设计绕飞航天器在绕飞参考坐标系内的快速圆绕飞轨迹，并根据所述坐标转换矩阵将所述快速绕飞轨迹投影到相对轨道坐标系内,得出绕飞监测运动中的相对位置解算；S5：快速圆绕飞监测的姿态解算，通过计算期望姿态坐标系相对惯性坐标系的姿态角速度，得出绕飞监测运动中的姿态运动规律。