【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于星敏感器标定，尤其涉及一种星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统。
技术介绍
1、地球同步轨道运行的遥感成像卫星，为实现高精度姿态确定，通常安装有多个星敏感器。受地面测量条件限制，运载发射过程中的剧烈振动以及在轨运行过程中的热变形等因素影响，星敏感器的安装基准通常偏离理论装订值，而在轨标定是解决这一问题的重要方法。
2、目前，星敏感器的安装基准在轨标定方法主要包括星敏感器与载荷间的绝对安装误差标定方法以及多个星敏感器间相对安装基准的标定方法。
3、发射前，星敏感器的绝对安装误差可以通过摄影测量方法使用经纬仪对星敏感器的基准镜进行标定。卫星进入轨道后，星敏感器的绝对安装误差可以通过载荷成像的地标信息或恒星等天体信息进行标定。遥感卫星通常安装有多个星敏感器。受日、月干扰和星体附件遮挡等因素影响，星敏感器通常在轨交替工作，为避免敏感器切换引起星上姿态确定精度波动，需要对星敏感器各个探头间的安装基准进行滤波估计，并对期间的低频误差进行标定。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，实时在线补偿相对安装误差的低频分量。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，包括：
3、状态递推模块，用于根据前一时刻tk-1第一星敏感器标定后的安装误差角及安装误差角的协方差矩阵，外推得到当前时刻tk第
4、测量更新模块，用于根据当前时刻tk第一星敏感器和第二星敏感器输出的姿态四元素、以及外推得到的当前时刻tk第一星敏感器标定后的一步递推后的安装误差角及一步递推后的安装误差角的协方差矩阵，计算得到当前时刻tk第一星敏感器标定后的滤波修正后的安装误差角及滤波修正后的安装误差角的协方差矩阵；
5、低频误差标定模块，用于根据测量更新模块输出的tk1、tk2、...、tkn时刻的安装误差角，采用最小二乘方法拟合低频误差，得到拟合系数；其中，tk1、tk2、...、tkn表示n个等间隔的tk按照由小到大排列形成的时间序列。
6、在上述星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统中，状态递推模块，用于：
7、根据前一时刻tk-1第一星敏感器标定后的安装误差角，通过如下公式外推得到当前时刻tk第一星敏感器标定后的一步递推后的安装误差角：
8、
9、θ1r(tk/k-1)＝θ1r(tk-1)
10、ψ1r(tk/k-1)＝ψ1r(tk-1)
11、其中，前一时刻tk-1第一星敏感器标定后的安装误差角包括：θ1r(tk-1)和ψ1r(tk-1)，θ1r(tk-1)和ψ1r(tk-1)分别表示前一时刻tk-1第一星敏感器标定后的安装误差绕x轴、y轴和z轴的转角；当前时刻tk第一星敏感器标定后的一步递推后的安装误差角包括：θ1r(tk/k-1)和ψ1r(tk/k-1)，θ1r(tk/k-1)和ψ1r(tk/k-1)分别表示当前时刻tk第一星敏感器标定后的一步递推后的安装误差绕x轴、y轴和z轴的转角；
12、根据前一时刻tk-1第一星敏感器标定后的安装误差角的协方差矩阵pr(tk-1)，通过如下公式外推得到当前时刻tk第一星敏感器标定后的一步递推后的安装误差角的协方差矩阵pr(tk/k-1)：
13、pr(tk/k-1)＝mrpr(tk-1)+qr
14、其中，mr表示滤波因子；qr表示安装误差角的系统噪声阵。
15、在上述星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统中，第一星敏感器标定后的安装误差绕x轴、y轴和z轴的转角θ1r和ψ1r满足：
16、
17、其中，表示第一星敏感器的理论安装矩阵；表示以第二星敏感器为基准进行标定后的第一星敏感器的安装矩阵；cδ表示与间的误差矩阵。
18、在上述星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统中，
19、
20、其中，σθ和σψ分别表示与θ1r和ψ1r对应的安装误差角的标准差。
21、在上述星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统中，测量更新模块，用于：
22、根据当前时刻tk第一星敏感器输出的姿态四元素qst1i(tk)，计算得到当前时刻tk第一星敏感器输出的光轴的惯性测量信息zst1i(tk)、当前时刻tk第一星敏感器输出的第一个横轴的惯性测量信息xst1i(tk)和当前时刻tk第一星敏感器输出的第二个横轴的惯性测量信息yst1i(tk)：
23、
24、
25、yst1i(tk)＝zst1i(tk)×xst1i(tk)
26、其中，qst1i(tk)＝[qst1i,1(tk),qst1i,2(tk),qst1i,3(tk),qst1i,4(tk)]t，qst1i,1(tk)表示四元数qst1i(tk)的矢量部分的第一分量，qst1i,2(tk)表示四元数qst1i(tk)的矢量部分的第二分量，qst1i,3(tk)表示四元数qst1i(tk)的矢量部分的第三分量，qst1i,4(tk)表示四元数qst1i(tk)的标量部分；
27、根据当前时刻tk第二星敏感器输出的姿态四元素qst2i(tk)，计算得到当前时刻tk第二星敏感器输出的光轴的惯性测量信息zst2i(tk)、当前时刻tk第二星敏感器输出的第一个横轴的惯性测量信息xst2i(tk)和当前时刻tk第二星敏感器输出的第二个横轴的惯性测量信息yst2i(tk)：
28、
29、
30、yst2i(tk)＝zst2i(tk)×xst2i(tk)
31、其中，qst2i(tk)＝[qst2i,1(tk),qst2i,2(tk),qst2i,3(tk),qst2i,4(tk)]t，qst2i,1(tk)表示四元数qst2i(tk)的矢量部分的第一分量，qst2i,2(tk)表示四元数qst2i(tk)的矢量部分的第二分量，qst2i,3(tk)表示四元数qst2i(tk)的矢量部分的第三分量，qst2i,4(tk)示四元数qst2i(tk)的标量部分；
32、根据pr(tk/k-1)，计算得到当前时刻tk的滤波增益系数矩阵kr(tk)：
33、kr(tk)＝pr(tk/k-1)(hr)tinv(hrpr(tk/k-1)(hr)t+rr)
34、其中，hr表示测量误差传播矩阵，rr表示安装误差角的系统噪声阵；函数inv()表示对输入的矩阵进行求逆运算；
35、根据xst1i(tk)、yst1i(tk)、zst1i(tk)、xst2i(tk)、yst2i(tk)、zst2i(tk)和kr(tk)，计算得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，状态递推模块，用于：
3.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，第一星敏感器标定后的安装误差绕X轴、Y轴和Z轴的转角θ1R和ψ1R满足：
4.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，测量更新模块，用于：
6.根据权利要求5所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，
7.根据权利要求5所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，低频误差标定模块通过如下公式计算得到拟合系数：
9.根据权利要求8所述的星敏感器相对测量基准的
10.根据权利要求8所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，状态递推模块，用于：
3.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，第一星敏感器标定后的安装误差绕x轴、y轴和z轴的转角θ1r和ψ1r满足：
4.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的星敏感器相对测量基准的滤波估计与低频误差标定系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王楷，陈守磊，汤亮，雷拥军，刘一武，郭廷荣，胡少春，王硕，王俊杰，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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