星敏感器自主在轨校准

CM-1卫星星敏感器在轨测量精度初步评价丁宝帅;李国元;艾波;王伶俐【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2024(39)2【摘要】星敏感器是目前主流的高精度姿态测量仪器,在轨运行期间星敏感器会产生系统误差、高频误差和低频误差。

文章进行了陆地生态系统碳监测卫星(CM-1卫星)星敏感器系统误差与高频误差的计算,分析了星敏1a与1b的光轴夹角误差与卫星星下点纬度的变化规律,基于傅里叶变换对光轴夹角低频误差进行建模,并以此来反映两星敏感器的低频误差。

在轨数据表明,星敏1a旋转至星敏1b以及星敏1a 旋转至2的系统误差分别为(6.906′,-12.569′,-1.552′)和(-4.540′,-27.199′,13.522′)。

星敏数据中精度最高的是星敏1a/1b融合数据,三轴误差分别为0.505″、0.633″和0.800″。

同组的星敏1a和1b精度类似,星敏1a三轴误差分别为0.990″、0.981″和16.731″,星敏2a三轴误差分别为0.888″、1.022″和15.156″。

星敏2精度稍差,三轴误差分别为2.061″、2.382″和27.231″;星敏1a与1b光轴夹角误差(3σ)为2.50″,光轴夹角低频和高频误差分别为2.046″和1.470″。

在相邻轨道星下点纬度相同时光轴夹角误差基本相同。

【总页数】8页(P102-109)【作者】丁宝帅;李国元;艾波;王伶俐【作者单位】山东科技大学测绘与空间信息学院;自然资源部国土卫星遥感应用中心;北京国测星绘信息技术有限公司【正文语种】中文【中图分类】V412.4【相关文献】1.低低卫-卫跟踪重力测量物理模型及部分姿轨控技术需求2.Swarm卫星星载GPS精密定轨方法及精度分析3.高分五号卫星星敏感器在轨测量精度评估4.高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证5.资源三号03星星载GPS精密定轨与精度评价因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

利用星载加速度计及星敏感器进行卫星定轨的新方法
杨龙;董绪荣;韩健
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2006(027)0z1
【摘要】介绍一种卫星自主定轨的新方法:采用组合星载加速度计和星敏感器的方法测量卫星非保守力进行星上自主定轨.介绍了该方法用于卫星定轨的原理:该方法利用星载加速度计测量载体坐标系下表示的卫星非保守力,然后利用星敏感器测量的姿态数据进行坐标转换,最后利用数值积分方法进行轨道确定.利用实际卫星飞行数据进行了验证.结果表明该方法用于卫星自主定轨是可行的,而且可以不依赖任何外部系统实现较高精度的星上自主定轨.该方法与传统的纯动力学法比较,计算简单,定轨精度高,定轨结果稳定,克服了传统定轨方法随时间发散的缺点.
【总页数】6页(P29-33,74)
【作者】杨龙;董绪荣;韩健
【作者单位】装备指挥技术学院,导航研究中心,北京,101416;装备指挥技术学院,导航研究中心,北京,101416;装备指挥技术学院,导航研究中心,北京,101416
【正文语种】中文
【中图分类】V412.4
【相关文献】
1.星载加速度计数据在卫星定轨中的应用 [J], 韩健;杨龙;董绪荣
2.利用星载GPS数据进行海洋2A卫星快速精密定轨 [J], 郭南男;周旭华;吴斌
3.利用星载加速度计及星敏感器进行卫星定轨的新方法 [J], 杨龙;董绪荣;韩健
4.组合大视场星敏感器卫星自主定轨中太阳摄动 [J], 薛申芳;宁书年;金声震;孙才红
5.利用星敏感器的卫星及星座自主定轨方法研究与应用 [J], 甘庆波
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一种星敏感器主点和焦距的加权在轨标定方法聂沛文;刘恩海;王万平;田宏【摘要】星敏感器作为卫星姿态测量装置,其在轨服役过程中,主点和焦距的标定精度是影响其姿态输出精度的主要因素.针对标定过程中含有随机测量噪声偏大的星像点,导致星敏感器主点和焦距的标定结果产生较大偏差的问题,提出了一种星敏感器主点和焦距的加权在轨标定方法.该方法首先建立了星敏感器在轨标定模型,然后引入合理的标定权值,加入到最小二乘估计主点和焦距的过程中,寻找并剔除随机测量噪声偏大的星点,最后将加权估计出的结果作为测量,采用扩展卡尔曼滤波对星图进行处理.仿真结果表明,在星点位置存在较大误差的情况下,该方法能剔除随机测量噪声偏大的坏点.星内角距统计偏差约为传统方法的1/10,与真值相比标定参数精度分别为0.219 9像素、0.148 7像素、3.38 μm.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】5页(P827-831)【关键词】星敏感器;在轨标定;加权;最小二乘估计;卡尔曼滤波【作者】聂沛文;刘恩海;王万平;田宏【作者单位】中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院大学,北京100190;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209【正文语种】中文【中图分类】V448引言星敏感器是一种以恒星为参照系，以星空为工作对象的高精度空间姿态敏感器,被广泛应用于卫星控制中，其主点和焦距的精确校准是实现其姿态测量的重要步骤[1-3]。

在实际的飞行任务中，由于发射时的震动和冲击、以及在恶劣太空环境下和长期工作后的磨损[4-5]，其主点和焦距相对地面标定时发生很大的变化，会导致星敏感器导航精度下降。

因此为了保证星敏感器的观测精度和可靠性，必须对其主点和焦距进行在轨标定。

传统的在轨标定方法[6-9]均是在星像点随机测量噪声较小的条件下进行的，这些方法在随机测量噪声偏大时，并不能很好地选择标定星点，从而导致最终标定结果偏差较大。

一种星敏感器-陀螺组合定姿的实时在轨标定方法刘磊;刘也;曹建峰;胡松杰;唐歌实【期刊名称】《飞行器测控学报》【年(卷),期】2014(033)002【摘要】研究了一种星敏感器-陀螺组合定姿方式中的姿态敏感器误差的实时在轨标定方法.首先,选择直观的欧拉角作为姿态描述参数,根据星敏感器和陀螺的测量原理建立星敏感器-陀螺在轨标定的测量方程和状态方程,并以此建立数学模型.其次,采用简单高效的EKF(Extended Kalman Filter,扩展卡尔曼滤波)作为估值算法,进行了在轨标定数值仿真.对于航天器姿态定向中出现的姿态角和星敏感器安装角之间的耦合问题,通过在特定姿态通道上施加简单姿态机动实现了解耦.数值结果表明,该实时在轨标定方法,尤其是所提出的姿态角和星敏感器安装角解耦策略,可以实现对航天器姿态的实时精确估计以及对星敏感器安装误差、陀螺常值漂移和相关漂移等误差的实时在轨标定.该方法可用于航天器姿态测量设备的实时在轨标定和航天器姿态的高精度实时确定.【总页数】6页(P152-157)【作者】刘磊;刘也;曹建峰;胡松杰;唐歌实【作者单位】航天飞行动力学技术重点实验室北京·100094;北京航天飞行控制中心北京·100094;航天飞行动力学技术重点实验室北京·100094;北京航天飞行控制中心北京·100094;航天飞行动力学技术重点实验室北京·100094;北京航天飞行控制中心北京·100094;航天飞行动力学技术重点实验室北京·100094;北京航天飞行控制中心北京·100094;航天飞行动力学技术重点实验室北京·100094;北京航天飞行控制中心北京·100094【正文语种】中文【中图分类】V448.22【相关文献】1.基于时变比例系数的陀螺仪/星敏感器组合定姿方法研究 [J], 张和芬;姜洋;余婧;于龙江;王跃2.一种陀螺与星敏感器组合定姿算法 [J], 李晨;韩崇昭;朱洪艳;周海银;王小亮3.火箭上面级星敏感器/陀螺组合定姿实时仿真系统 [J], 张利宾;崔乃刚;浦甲伦4.一种利用星敏感器对陀螺进行在轨标定的算法 [J], 陈雪芹;耿云海5.立方星陀螺/双星敏感器组合定姿方法 [J], 马海宁;陆正亮;张翔;廖文和因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

卫星天文导航自主定轨精度及误差分析季玮;白涛;武国强;林宝军【摘要】Using the star sensor and infrared earth sensor to observe starlight angular is the most project way to implement the satellite autonomous celestial navigation. But because of the external environment measurement error during the process of star sensor measurement. It will lead to the starlight angle has errors and finally cause the satellite orbit results inaccurately. To solve this problem, and combined with experimental data analysis, we ultimately determine the sensor system error is the main source of error which to cause the satellite autonomous celestial navigation orbit determination has the less accuracy. And using the least squares method to demarcate the sensor system error. To make more accurate observations, we use Kalman filter algorithm to eliminate noise of demarcate observations. Finally, using the actual satellite downlink data to validate this method and achieved good results.%通过星敏感器和红外地敏观测星光角距是目前实现卫星天文自主导航最为工程可行的方法,但由于星上敏感器在测量过程中不可避免的会引入外部环境测量误差,导致观测量星光角距存在偏差,最终会造成卫星定轨结果不精确.为解决这一问题,结合实验数据分析,最终确定了敏感器存在的系统误差是造成卫星天文导航定轨精度较低的最大误差源,并利用最小二乘方法对敏感器系统误差进行标定,将标定之后的观测量通过卡尔曼滤波算法进行噪声消除,使观测量更加准确.最后,利用星上实际下传数据对此方法进行验证,取得了良好的效果.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)015【总页数】5页(P90-93,97)【关键词】敏感器误差分析;静态地敏;天文导航;星光角距;星敏感器【作者】季玮;白涛;武国强;林宝军【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海 200050;上海微小卫星工程中心上海 201203;上海微小卫星工程中心上海 201203;中国科学院光电研究院北京 100094;上海微小卫星工程中心上海 201203;中国科学院光电研究院北京 100094;上海微小卫星工程中心上海 201203;中国科学院光电研究院北京100094【正文语种】中文【中图分类】TN98天文导航是一种重要的卫星自主定轨方法[1-2]，它仅需利用卫星自带的姿态敏感部件星敏感器、红外地平仪等，且不需要与外界进行任何的信息交互，是一种完全意义上的自主定轨方法。

星间链路的自主定轨方式随着航天科技的发展，星间链路的自主定轨方式也得到了重要的突破和进展。

自主定轨是指卫星在轨道上进行定位和调整的能力，主要包括卫星自主导航、自主定位和自主控制三个方面。

通过自主定轨，卫星可以实现精确的轨道控制和定位，从而保证星间链路的稳定和可靠性。

卫星的自主导航是星间链路自主定轨的基础。

自主导航是指卫星利用自身携带的导航传感器和计算能力，对当前的位置、速度和姿态等信息进行实时测量和计算，从而确定卫星在轨道上的准确位置。

常用的导航传感器包括星敏感器、加速度计、陀螺仪等，通过对这些传感器的数据进行融合和处理，可以得到高精度的卫星位置信息，为后续的自主定位和自主控制提供基础。

卫星的自主定位是星间链路自主定轨的核心。

自主定位是指卫星基于自身的导航信息和地面的参考信息，对轨道进行实时的修正和调整，从而使卫星能够保持理想的轨道状态。

在自主定位中，卫星会根据导航信息和地面的参考信息，利用推进器或姿态调整器进行轨道修正和调整。

通过不断的自主定位，卫星可以实现轨道的稳定和精确控制，从而确保星间链路的传输质量和可靠性。

卫星的自主控制是星间链路自主定轨的关键。

自主控制是指卫星根据自身的导航信息和轨道状态，对推进器或姿态调整器进行自主控制和调整，使卫星能够按照预定的轨道要求进行运行和定位。

在自主控制中，卫星会根据导航信息和轨道状态，对推进器或姿态调整器的工作参数进行实时调整和控制，从而实现对卫星轨道的精确控制和调整。

通过自主控制，卫星可以实现对自身轨道的实时监测和调整，从而保证星间链路的稳定和可靠性。

总体而言，星间链路的自主定轨方式是通过卫星的自主导航、自主定位和自主控制三个方面的功能实现的。

通过自主定轨，卫星可以实现精确的轨道控制和定位，从而保证星间链路的稳定和可靠性。

随着航天科技的不断发展，星间链路的自主定轨方式将进一步得到完善和提升，为航天通信和卫星导航等领域的发展提供更为可靠和高效的支撑。