天文定姿恒星视位置解算及更新算法Star apparent position calculation and updating method of attitude determination
连月勇,张超,詹银虎,谢宗特
摘要(Abstract):
恒星视位置为航天器天文定姿提供矢量信息,是星敏感器工作必备数据。针对天基恒星视位置由于受航天器光行差影响,与地心视位置有角秒量级的差别这一问题,该文基于新天文参考框架建立一种实用天基恒星视位置计算模型,该模型可计算恒星的地心视位置和站心视位置。与天文年历恒星视位置对比,赤经的差值在40ms以内,赤纬的差值在120mas以内,验证了模型的准确性。利用STK仿真轨道数据解算站心视位置,通过分析两种视位置差别提出一种定姿跟踪模式下视位置更新算法,该算法一周内精度可保持在0.6″以内。实验表明:视位置计算模型准确性高、速度快,可满足定姿初始捕获时间要求,更新算法长时可靠,提高了定姿的计算效率。
关键词(KeyWords): 天文定姿;恒星视位置;位置更新;岁差;章动
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41174025,41174026,41174027)
作者(Author): 连月勇,张超,詹银虎,谢宗特
DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2015.12.029
参考文献(References):
- [1]韩聪颖.小型天文卫星高精度姿态确定和控制技术研究[D].西安:西北工业大学,2004.
- [2]王安国,贾传荧,孙鹏.航用恒星视位置高精度计算[J].交通运输工程学报,2004,4(4):117-120.
- [3]王洪振.航用天体位置计算及自动选星研究[D].大连:大连海事大学,2012.
- [4]张超.基于电子经纬仪的天文测量系统及应用研究[D].郑州:信息工程大学,2009.
- [5]詹银虎.基于自然天体的快速定向理论及技术研究[D].郑州:信息工程大学,2012.
- [6]王海涌,赵颖,王永海.恒星视位置长时段更新算法及精度分析[J].红外与激光工程,2010,39(5):589-593.
- [7]林钦畅,陈玲强.快速计算白塞尔日数和恒星视位置[J].测绘学报,1997,26(3):268-274.
- [8]王桂如,刘利强.一种恒星视位置的新算法[J].应用科技,2006,33(2):36-39.
- [9]刘佳成,朱紫.2000年以来国际天文学联合会(IAU)关于基本天文学的决议及其应用[J].天文学进展,2012(4):411-437.
- [10]CYRIL R.The tables of differences between the nutation series IAU2000,IERS 1996and IAU1980[R].IERS Technical Note,No.29,2004.
- [11]中国科学院紫金山天文台.2015年中国天文年历[M]:北京:科学出版社,2014:202-486.
- [12]刘一武,陈义庆.星敏感器测量模型及其在卫星姿态确定系统中的应用[J].宇航学报,2003(2):162-167.