基于CCD星敏感器的对准方法

摘要

本发明提供的是一种基于CCD星敏感器的对准方法。(1)采集CCD星敏感器的输出；(2)采集提供当地位置信息的设备信息，得到地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵所述位置信息包括经度和纬度；(3)求解地球坐标系即e系相对于i系之间的转换矩阵(4)通过(1)、(2)、(3)所给出的信息，解算得到姿态矩阵，解算出姿态信息。本方法是一种依靠误差不随着时间的推移而发散的姿态传感器进行的初始对准，各类误差源确定，误差值不变，短时间内可以达到稳定的对准结果。

主权项

1.一种基于CCD星敏感器的对准方法，其特征是主要包括下列步骤：(1)采集CCD星敏感器的输出：CCD星敏感器的坐标系相对于惯性坐标系即i系之间的姿态信息惯性坐标系即i系与船舶载体坐标系即b系之间的转换矩阵：$C_i^b=C_s^b{C}_i^s---\left(1\right)$其中：为CCD星敏感器坐标系即s系与船舶载体坐标系即b系之间的转换矩阵，在导航设备装船时通过光学瞄准精确获得；将天球坐标系O-UVW按照先绕W轴逆时针转w角，得到O-U₁V₁W₁坐标系，再绕U₁逆时针转u角，使W₁轴与Z_s重合，得到O-U₂V₂W₂坐标系，最后再绕W₂轴逆时针旋转v角，得到O_s-U_sV_sW_s坐标系，$C_i^s=\left[\begin{array}{ccc}\cos w\cos v-\sin w\sin v\cos u& \sin w\cos v+\cos w\sin v\cos u& \sin v\sin u\\ -\cos w\sin v-\sin w\cos v\cos u& -\sin w\sin v+\cos w\cos v\cos u& \cos v\sin u\\ \sin w\sin u& -\cos w\sin u& \cos u\end{array}\right]---\left(2\right);$(2)采集当地位置信息即经度λ和纬度得到地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵$C_e^n=\left[\begin{array}{ccc}-\sin \lambda & \cos \lambda & 0\\ -\sin \phi \cos \lambda & -\sin \phi \sin \lambda & \cos \phi \\ \cos \phi \cos \lambda & \cos \phi \sin \lambda & \sin \phi \end{array}\right]---\left(3\right);$(3)求解地球坐标系即e系相对于惯性坐标系即i系之间的转换矩阵$C_i^e=\left[\begin{array}{ccc}\cos (A_j+w_{\mathrm{ie}}·t)& \sin (A_j+w_{\mathrm{ie}}·t)& 0\\ -\sin (A_j+w_{\mathrm{ie}}·t)& \cos (A_j+w_{\mathrm{ie}}·t)& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(4\right)$w_ie为地球自转角速度，t是世界标准时间系统提供的具体时间，A_j是初始位置即经度和纬度与春分点之间的夹角；$C_i^b=C_n^b{C_e^n}^{\prime }{C}_i^e---\left(5\right)$在(5)中，由(1)式提供，由(4)计算得，地球坐标系即e系相对于导航坐标系即n系的转换矩阵通过载体所在的地理坐标所确定，由于地理精度存在着一些偏差，如果不考虑这些误差时，则：${C_e^n}^{\prime }=C_e^n---\left(6\right)$通过(5)式得姿态矩阵快速的完成初始对准。