一种考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法
【专利摘要】一种考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法，既考虑了卫星滚动、俯仰均进行姿态机动的情况，也考虑了光学载荷的光轴与视轴不重合的情况，避免了传统控制方法只能适应卫星侧摆机动，光轴与视轴重合的不足。在地面目标点相对于卫星线速度的获取过程中，将其分解为地球自转引起的线速度、卫星轨道运行速度和由卫星轨道角速度引起的地面目标点相对于卫星的运行速度三部分。在求解卫星光轴指向地面目标点矢量的过程中，考虑实际地球模型的旋转椭球特性，引入坐标变换，保证方法在简便的同时，实现了高精度的偏流角姿态获取。本发明方法适用于卫星多轴同时机动的情况，满足目前大多数高精度对地成像卫星的使用需求。
【专利说明】一种考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星姿态控制领域，涉及一种卫星姿态机动过程中的偏航姿态控制方法。
【背景技术】
[0002]当卫星上的相机对地面目标遥感成像时，由于被摄的目标点和相机之间存在相对运动，造成目标点在相机像平面上所成的像不是静止的，此现象称为像移。像移将导致图像质量退化，分辨率下降，因此必须对像移进行补偿。像移补偿过程涉及到两个概念:偏流角和速高比。
[0003]偏流角是像移补偿系统移动方向和像移速度方向之间的夹角。对于胶片式遥感卫星，通常采用机械像移补偿方式，偏流角是胶片拉动方向和像移速度方向的夹角。对于TDICXD遥感卫星，采用电子学补偿方法，偏流角是TDICXD列方向和像移速度方向的夹角。通过适当的方式(如卫星姿态偏航控制)旋转像平面，使得像移补偿系统移动方向和像移速度方向重合，这个过程称为偏流角控制。
[0004]传统偏流角的获取方法一般是简单的将地球视为一个理想球，且仅考虑了卫星具有侧摆姿态时的偏流角计算问题，因此该偏流角获取方法不适用于卫星两轴同时机动的情况。同时，由于未考虑地球椭率的影响，在卫星姿态角较大时，偏流角的计算存在最大超过0.5度的计算误差，已经不能满足目前高精度卫星的控制使用需求。
【发明内容】
[0005]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，针对卫星滚动、俯仰同时机动的情况，并考虑光学系统的光轴与视轴不重合的情况，提出了一种高精度的考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法。
[0006]本发明的技术解决方案是:一种考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法，步骤如下:
[0007](I)获取卫星的滚动角(^和俯仰角0t，同时获取卫星上搭载的有效载荷光学系统的光轴与视轴之间的夹角Λ θ_，由此得到卫星指向的姿态转移矩阵Cm。，
[0008]
【权利要求】
1.一种考虑地球椭率的多轴机动成像卫星偏航姿态控制方法，其特征在于步骤如下: (1)获取卫星的滚动角01和俯仰角Qt，同时获取卫星上搭载的有效载荷光学系统的光轴与视轴之间的夹角Λ θ_，由此得到卫星指向的姿态转移矩阵cm。，
【文档编号】G05D1/08GK103941740SQ201410151646
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】雷拥军, 田科丰, 宗红, 王淑一, 姚宁, 刘洁, 李明群, 朱琦, 李晶心, 何海锋, 曹荣向 申请人:北京控制工程研究所