一种星敏感器安装热变形修正方法与流程

本发明特别涉及一种星敏感器安装热变形修正方法。

背景技术：

随着现代卫星平台任务和功能的日趋多元化，这就对卫星的控制精度、稳定度提出了更高的要求，特别是对卫星的指向精度的要求也越来越高。对高精度的星敏感器来说，其安装结构的热变形直接影响其指向精度，进而影响卫星的姿态确定精度和控制精度。卫星在轨运行时受到太阳光照影响而呈现出周期性变化，从而影响星敏感器以及安装结构，使其产生形变。然而对于整星布局，并不能完全保证每一台星敏感器都安装在较好的温控环境下，当处在恶劣温控环境中的星敏感器，其安装支架会随温度变化产生形变，影响星敏感器的指向精度。传统的安装修正方案已经不能满足卫星指向精度的要求，这就要求寻求一种能够有效修正热变形的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种星敏感器安装热变形修正方法，适用于安装了两台及以上星敏感器的卫星，当其中一台及多台星敏感器处在相对恶劣的温控环境中，能够降低由温度变化引起的安装误差，通过对星敏感器安装结构的热变形误差进行补偿来提高星敏感器输出的指向精度。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种星敏感器安装热变形修正方法，其特点是，该方法包含如下步骤：

s1，在卫星遥控注数模块中，预留热变形修正参数上注接口；

s2，将第一星敏感器接入系统，整理其接入后多轨遥测下传数据，提取有效的卫星姿态角、第一、二星敏感器的测量姿态角和卫星的纬度幅角的数据；

s3，将第二星敏感器的测量姿态角与卫星姿态角比较得出第二星敏感器姿态偏差；

s4，通过傅里叶级数拟合函数表示第二星敏感器的姿态角偏差与卫星纬度幅角的关系，并求取所述的傅里叶级数拟合函数的相关系数；

s5，将拟合的参数值通过遥控注数包上注到卫星遥控注数模块中。

所述的第二星敏感器所处的温控环境比第一敏感器所处的温控环境恶劣。

所述的步骤s5后还包含：

定期更新所述的相关系数的这一步骤。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、适用于含有周期变化的周期性误差；

2、能够有效消除安装结构形变引起的误差；

3、能够对星敏感器的低频误差进行估计和补偿；

4、避免增大星上计算机运算程序，简化修正算法；

5、可靠性高，且算法简单，星上软件容易实现。

附图说明

图1为本发明一种星敏感器安装热变形修正方法的流程图；

图2为第二星敏感器方向遥测下传姿态角偏差数据曲线；

图3为第二星敏感器方向姿态角偏差拟合曲线；

图4为第二星敏感器方向修正后姿态角度曲线。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1～4所示，一种星敏感器安装热变形修正方法，该方法包含如下步骤：

s1，在卫星遥控注数模块中，预留热变形修正参数上注接口；

s2，根据卫星任务要求，将第一、二星敏(st1、st2)加电，进行数据采集，将第一星敏感器(st1)接入系统，整理其接入后多轨遥测下传数据，提取有效的卫星姿态角第一、二星敏感器的测量姿态角和卫星的纬度幅角u的数据；

s3，将第二星敏感器st2的测量姿态角与卫星姿态角比较得出第二星敏感器姿态偏差获得参数辨识序列样本；

s4，通过傅里叶级数拟合函数表示第二星敏感器的姿态角偏差与卫星纬度幅角的关系，并求取所述的傅里叶级数拟合函数的相关系数；

通过matlab的cftool工具箱，自定义傅里叶级数拟合函数f(u)，将其st2星敏感器姿态偏差与卫星纬度幅角u的关系表示出来，求取其相关系数a0，a1，b1，a2，b2。傅里叶级数拟合函数表现形式如下：

f(u)＝a0+a1*cos(u/180*pi)+b1*sin(u/180*pi)

+a2*cos(2*u/180*pi)+b2*sin(2*u/180*pi)

s5，将拟合的参数值通过遥控注数包上注到卫星遥控注数模块中，从而降低由温度变化引起的结构形变，提高星敏感器的指向精度。

所述的第二星敏感器所处的温控环境比第一敏感器所处的温控环境恶劣。

所述的步骤s5后还包含：定期更新所述的相关系数的这一步骤，即定期进行步骤s2至s5的计算。

综上所述，本发明一种星敏感器安装热变形修正方法，适用于安装了两台及以上星敏感器的卫星，当其中一台及多台星敏感器处在相对恶劣的温控环境中，能够降低由温度变化引起的安装误差，通过对星敏感器安装结构的热变形误差进行补偿来提高星敏感器输出的指向精度。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。