申请/专利权人：清华大学

申请日：2022-01-05

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN114485624B

主分类号：G01C21/02

分类号：G01C21/02;G01C21/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2022.05.31#实质审查的生效;2022.05.13#公开

摘要：本发明公开了一种基于恒星与卫星联合的全天时光学导航方法和装置，其中，该方法包括：在第一预设时段，利用星敏感器观测恒星获得第一最优姿态矩阵；利用红外光学敏感器观测卫星得到第一卫星观测方程；通过先验信息与气压计耦合获得的高程信息构建第一指标函数；得到第一最优经纬度；在第二预设时段，利用太阳敏感器观测太阳得到太阳观测矢量；建立太阳观测单位矢量与卫星观测单位矢量的角度约束方程；以及先验信息与气压计耦合得到的高程信息构建第二指标函数得到第二最优经纬度；并根据卫星观测方程的卫星观测矢量与太阳观测矢量得到第二最优姿态矩阵。本发明实现了在卫星无线电拒止环境下的高精度全天时导航，有效解决无线电被干扰欺骗的难题。

主权项：1.一种基于恒星与卫星联合的全天时光学导航方法，其特征在于，包括以下步骤：在第一预设时段，利用星敏感器观测恒星，获得第一最优姿态矩阵；利用红外光学敏感器观测卫星，并基于所述第一最优姿态矩阵得到第一卫星观测方程；基于所述第一卫星观测方程通过先验信息与气压计耦合获得的高程信息构建第一指标函数；根据所述第一指标函数得到第一最优经纬度；在第二预设时段，利用太阳敏感器观测太阳得到太阳观测矢量；利用红外光学敏感器观测卫星得到第二卫星观测方程；基于所述太阳观测矢量和所述第二卫星观测方程，建立太阳观测单位矢量与卫星观测单位矢量的角度约束方程；基于所述角度约束方程以及所述先验信息与气压计耦合得到的高程信息构建第二指标函数；基于所述第二指标函数得到第二最优经纬度；基于所述第二最优经纬度并根据所述卫星观测方程的卫星观测矢量与所述太阳观测矢量，得到第二最优姿态矩阵；所述第一卫星观测方程为： 其中，为卫星在ECI下的有距离矢量，为第一最优状态矩阵，为卫星在红外光学敏感器的矢量，为敏感器到卫星的距离，为系统在ECEF坐标下的位置，为ECEF坐标系到ECI坐标系的转换矩阵，为红外光学敏感器与星敏感器的安装矩阵；所述第一指标函数为： 所述在第一预设时段，利用星敏感器观测恒星，获得第一最优姿态矩阵，包括：根据星敏感器的原理： 其中，为恒星在ECI坐标系下的矢量，为恒星在星敏感器坐标系下的矢量；通过对多个恒星成像，获得星敏感器坐标系到ECI坐标系下的第一最优姿态矩阵；所述第二卫星观测方程为： 其中，为卫星在ECEF坐标系下的矢量，由卫星的实时经纬高解算，表示敏感器到卫星的距离，为观测点在ECEF坐标系中的矢量，为系统敏感器安装矩阵；所述角度约束方程为： 其中，为太阳观测单位矢量，为卫星观测单位矢量；所述第二指标函数为： 其中，表示在预设两个时刻内，敏感器在ENU坐标系内的位置变化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 一种基于恒星与卫星联合的全天时光学导航方法和装置

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