【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星平台配套敏感器在轨性能标定，具体涉及一种基于姿态旋转机动的陀螺在轨标定方法。
技术介绍
1、随着航天器任务要求的不断提高，对卫星平台的性能和寿命要求也随之提升。长寿命期内(8年～15年)的高精度指向、高稳定度姿态控制和快速稳定姿态机动控制(以下简称高精高稳控制、快速姿态机动控制)等是平台的一项基本功能。星敏感器和陀螺是卫星平台实现这些功能的必备测量敏感器，为平台提供姿态控制所需的姿态角和姿态角速度测量信息。陀螺为惯性敏感器，其性能参数(零位偏移、标度因数等)会随着时间发生变化，为了保证卫星平台姿态控制性能，需要在轨对陀螺的性能参数进行标定和修正，使其性能在全寿命周期内满足要求，为平台完成任务提供支撑与保障。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，该方法能够解决陀螺长期在轨飞行时因标度因数变化带来的测量精度下降问题，通过对陀螺的标度因数进行在轨标定和修正，使陀螺在全寿命周期内测量精度满足性能指标要求，为平台提供高精高稳控制和快速稳定姿态机动控制的测量信息，为航天器完成任务提供保障。
2、为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，所述的姿态机动是指一定时间内以恒定的旋转角速度旋转整周的姿态机动控制，所述方法包括：
4、s1，卫星平台保持姿态静止稳定控制，采集星敏感器的测量数据计算平台的姿态角，作为平台姿态旋转机动前的姿态角p0；
5、
6、s3，卫星平台保持姿态静止稳定控制，采集星敏感器的测量数据计算平台的姿态角，作为平台姿态旋转机动后的姿态角p1；通过p1-p0计算姿态旋转机动的姿态角pst作为平台姿态旋转机动的基准姿态角；
7、s4，计算星敏感器确定的姿态角pst与陀螺确定的姿态角pgyro之间的偏差姿态角△p，并计算标定轴正向标度因数偏差△k+＝△p/ωt；
8、s5，重复步骤s1～步骤s4，得到标定轴负向标度因数偏差△k-，其中，步骤s2中为绕标定轴以目标姿态角速度ωt进行负向旋转；
9、s6，取标定轴正向标度因数偏差△k+和负向标度因数偏差△k-的平均值，作为标定轴标度因数修正量△k轴；
10、s7，用步骤s6计算的标定轴标度因数修正量△k轴对陀螺标定因数进行修正，得到标定轴新的标度因数。
11、可选的，所述的陀螺积分使用的姿态角速度，是陀螺输出值进行了零位偏移修正后的测量值。
12、可选的，所述的卫星平台保持姿态静止稳定控制，以采集的星敏感器输出的姿态角信息作为平台姿态角基准，对陀螺的零位偏移进行在轨标定和修正，具体包含：
13、步骤a，卫星平台保持姿态静止稳定控制，以采集的星敏感器输出的姿态角信息作为平台姿态角基准；
14、步骤b，用陀螺输出的角速度计算四元数qgyro；
15、步骤c，计算星敏感器输出四元数qst与陀螺计算的四元数qgyro之间的偏差四元数△q，并对偏差四元数△q进行归一化处理；
16、步骤d，对偏差四元数的矢量部分滤波得到陀螺的零位偏移ω0；
17、步骤e，以标定的陀螺零位偏移对陀螺的测量输出进行修正。
18、可选的，所述的标定轴为x轴、y轴、z轴。
19、可选的，所述的卫星平台保持对地定向姿态静止稳定控制，其中，平台稳定度不低于0.05°/s，星敏感器输出姿态角测量精度不低于60″，采样周期t不低于200ms，持续时间不低于300s。
20、可选的，所述的姿态旋转机动控制指平台以目标角速度旋转3圈，旋转过程角速度控制误差不大于0.05°/s。
21、可选的，所述的星敏感器测量精度至少比被标定陀螺的测量精度高一个数量级。
22、可选的，所述的目标姿态角速度ωt不低于陀螺测量范围10％。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
24、本专利技术采用的方法，解决了陀螺在轨长期工作产生的性能指标下降问题。通过对陀螺零位偏移和标度因数的标定和修正，能够保证航天器平台在全寿命周期内的高精高稳控制和快速稳定姿态机动控制，为任务实施提供保障条件。
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1.一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的姿态机动是指一定时间内以恒定的旋转角速度旋转整周的姿态机动控制，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的陀螺积分使用的姿态角速度，是陀螺输出值进行了零位偏移修正后的测量值。
3.根据权利要求2所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的卫星平台保持姿态静止稳定控制，以采集的星敏感器输出的姿态角信息作为平台姿态角基准，对陀螺的零位偏移进行在轨标定和修正，具体包含：
4.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的标定轴为X轴、Y轴、Z轴。
5.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的卫星平台保持对地定向姿态静止稳定控制，其中，平台稳定度不低于0.05°/s，星敏感器输出姿态角测量精度不低于60″，采样周期T不低于200ms，持续时间不低于300s。
6.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的姿态旋转
7.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的星敏感器测量精度至少比被标定陀螺的测量精度高一个数量级。
8.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的目标姿态角速度ωt不低于陀螺测量范围10％。
...【技术特征摘要】
1.一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的姿态机动是指一定时间内以恒定的旋转角速度旋转整周的姿态机动控制，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的陀螺积分使用的姿态角速度，是陀螺输出值进行了零位偏移修正后的测量值。
3.根据权利要求2所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的卫星平台保持姿态静止稳定控制，以采集的星敏感器输出的姿态角信息作为平台姿态角基准，对陀螺的零位偏移进行在轨标定和修正，具体包含：
4.根据权利要求1所述的一种基于姿态机动的陀螺在轨标定方法，其特征在于，所述的标定轴为x轴、y轴、z轴。
5.根据权利要求1所述的一种基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：武静，朱文山，吴敬玉，张召弟，张文婧，王向，陈敏花，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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