1.一種基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,適用于中低軌道衛(wèi)星對日定向控制,包含以下步驟:
S1、計(jì)算太陽矢量方位信息,包括在衛(wèi)星軌道系下和衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量;以及計(jì)算太陽敏感器測得的兩維姿態(tài)角;
S2、計(jì)算地磁場矢量方位信息,包括在衛(wèi)星軌道系下和衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量;
S3、對日軸姿態(tài)計(jì)算,根據(jù)太陽和地磁場的雙矢量定姿,得到對日狀態(tài)下衛(wèi)星本體系相對衛(wèi)星軌道系的俯仰姿態(tài);
S4、以太陽敏感器測得的兩維姿態(tài)角和雙矢量定姿得到的俯仰姿態(tài),作為姿態(tài)控制基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)對地三軸的姿態(tài)穩(wěn)定控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S1中,太陽敏感器安裝在衛(wèi)星的對日面上,使得太陽敏感器上的電池陣面對日設(shè)置;該電池陣面包括四片電池片。
3.如權(quán)利要求2所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S1中,具體包含以下步驟:
S11、根據(jù)星歷信息,推算太陽矢量在衛(wèi)星軌道系下的坐標(biāo)分量:
Suno=[Sox,Soy,Soz]T;
將所述的太陽矢量在衛(wèi)星軌道系下的坐標(biāo)分量記為v1;
S12、根據(jù)太陽敏感器信息,計(jì)算太陽矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量。
4.如權(quán)利要求3所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S12中,具體包含以下步驟:
S121、計(jì)算太陽敏感器測得的兩維姿態(tài)角:
其中,ia、ib、ic、id分別為電池片a、電池片b、電池片c和電池片d受太陽光照射所產(chǎn)生的電流大??;
S122、計(jì)算太陽矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量:
將所述的太陽矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量記為r1。
5.如權(quán)利要求4所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S2中,具體包含以下步驟:
S21、根據(jù)星歷信息,通過磁場公式推算地磁場矢量在衛(wèi)星軌道系下的坐標(biāo)分量Bo,記為v2;
S22、根據(jù)磁強(qiáng)計(jì)信息,計(jì)算地磁場矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量Bb,記為r2。
6.如權(quán)利要求5所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S3中,具體包含以下步驟:
S31、根據(jù)太陽矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量r1,以及地磁場矢量在衛(wèi)星本體系下的坐標(biāo)分量r2,建立坐標(biāo)系:
S32、根據(jù)太陽矢量在衛(wèi)星軌道系下的坐標(biāo)分量v1,以及地磁場矢量在衛(wèi)星軌道系下的坐標(biāo)分量v2,建立坐標(biāo)系:
S33、計(jì)算衛(wèi)星本體系相對衛(wèi)星軌道系的姿態(tài)矩陣Ab←o:
Ab←o=RVT;
S34、計(jì)算俯仰姿態(tài)角θcal:
θcal=arctan(-Axz,Azz);
其中,Axz和Azz分別為姿態(tài)矩陣Ab←o中的第一行第三個(gè)元素和第三行第三個(gè)元素。
7.如權(quán)利要求6所述的基于磁強(qiáng)計(jì)和太陽敏感器的對日定向方法,其特征在于,所述的S4中,將太陽敏感器測得的兩維姿態(tài)角ψs,以及通過雙矢量定姿得到的俯仰姿態(tài)角θcal作為控制系統(tǒng)的姿態(tài)基準(zhǔn)角度輸入項(xiàng),實(shí)現(xiàn)對地三軸的姿態(tài)穩(wěn)定控制。