申请/专利权人：长光卫星技术股份有限公司

申请日：2022-11-11

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN115649491B

主分类号：B64G1/24

分类号：B64G1/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2023.02.17#实质审查的生效;2023.01.31#公开

摘要：本发明公开了适用于多源干扰下的低轨光学遥感卫星凝视成像控制方法涉及卫星凝视成像技术领域，解决了现有卫星成像控制方法的精度有待提高的问题，该方法包括：对低轨光学遥感卫星进行运动学动力学建模；通过微分器对卫星在轨道坐标系下的期望角速度和期望角加速度进行估计，并变换至惯性坐标系下。根据建立卫星的误差运动学与动力学模型，设计控制器和干扰观测器，控制器根据空间环境干扰力矩的估计值和前馈控制动作控制卫星姿态，干扰观测器能够直接对卫星的空间环境干扰力矩进行估计。本发明在多源干扰力矩影响下，实现了卫星姿态的精确镇定与跟踪，使得光学载荷在凝视成像过程中具备良好的跟踪控制精度和姿态稳定度。

主权项：1.适用于多源干扰下的低轨光学遥感卫星凝视成像控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对低轨光学遥感卫星进行运动学动力学建模，得到包括卫星本体坐标系FB相对惯性坐标系FI的姿态四元数Q的卫星的姿态运动学动力学模型；步骤2、根据Q获得卫星本体坐标系FB相对轨道坐标系Fo的姿态四元数Qbo，根据Qbo、卫星当前的轨道和凝视点信息计算FB相对Fo的期望姿态四元数根据构造微分器，通过所述微分器对卫星本体坐标系FB相对轨道坐标系Fo的期望角速度及期望角加速度进行估计；步骤3、将步骤2得到的以及变换至惯性坐标系下，分别得到Qd、ωd和ad；步骤4、根据卫星的姿态运动学动力学模型和步骤3的坐标变换结果，建立卫星的误差运动学与动力学模型；步骤5、设计控制器和干扰观测器，所述控制器根据空间环境干扰力矩的估计值和前馈控制动作控制卫星姿态，所述干扰观测器能够直接对卫星的空间环境干扰力矩进行估计；所述微分器的具体形式为： 式中：和分别为期望姿态四元数期望姿态角速度和期望姿态角加速度的估计值，S·为反对称矩阵，表示的矢量部分，表示的标量部分； 计算公式如下所示： 式中：r为微分器增益；sign·为符号函数，h为微分器滤波系数；a＝a1,a2,a3T为中间计算变量，其具体形式为： 其中qm为微分器预测的估计偏差四元数的矢量部分，有如下关系： 式中：T为微分器的运行步长，表示解析的估计偏差四元数。

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