專利名稱：一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球敏感器在軌出現(xiàn)探頭故障時(shí)的處理方法，適用于中軌道和高軌道衛(wèi)星地球敏感器的在軌故障處理，屬于衛(wèi)星姿態(tài)確定技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單地平擺動(dòng)掃描式紅外地球敏感器已被廣泛應(yīng)用在中軌道和高軌道衛(wèi)星上，用于測(cè)量衛(wèi)星的對(duì)地指向精度。該類型地球敏感器配置四個(gè)掃描探頭，四個(gè)探頭通過敏感地球與背景空間在紅外波段的輻射梯度來確定探頭穿越點(diǎn)的位置，并以此確定地球圓盤中心矢量在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系中的位置，從而確定衛(wèi)星的滾動(dòng)和俯仰姿態(tài)角。正常情況下至少需要三個(gè)探頭的穿越點(diǎn)位置才能確定地球圓盤中心位置。作為一種光學(xué)測(cè)量?jī)x器，地球敏感器在軌工作時(shí)其探頭難免會(huì)受到其他光源的干擾，引起姿態(tài)測(cè)量誤差。衛(wèi)星在軌工作時(shí)地球敏感器探頭的干擾主要來自太陽和月亮。為了使地球敏感器能夠正常工作，需要對(duì)地球敏感器進(jìn)行干擾保護(hù)，具體方法為將受干擾的探頭禁止，使用另外三個(gè)未被干擾探頭的輸出信息確定衛(wèi)星姿態(tài)，待干擾結(jié)束后再將探頭恢復(fù)。根據(jù)太陽和月亮位置運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在工作軌道太陽或月亮對(duì)地球敏感器的探頭產(chǎn)生干擾時(shí)總是先后干擾兩個(gè)探頭，不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)干擾兩個(gè)探頭的情況，因此，在地球敏感器的四個(gè)探頭均正常的情況下，太陽或月亮干擾期間，現(xiàn)有的探頭保護(hù)策略可以確保地球敏感器正常工作。如果地球敏感器有一個(gè)探頭出現(xiàn)故障，沒有干擾時(shí)，地球敏感器可以正常工作；在太陽或月亮干擾保護(hù)期間，會(huì)出現(xiàn)只有兩個(gè)探頭的測(cè)量信息可用的情況，此時(shí)地球敏感器將無法確定衛(wèi)星的滾動(dòng)和俯仰姿態(tài)角，按照傳統(tǒng)的故障處理原則，干擾期間該份地球敏感器無法使用，需要切換至其他可用的敏感器來確定衛(wèi)星的滾動(dòng)和俯仰姿態(tài)角。對(duì)于地球敏感器而言，當(dāng)四個(gè)探頭中有探頭被太陽或月亮干擾，或者有探頭出現(xiàn)故障時(shí)，為了保證地球敏感器能夠正常工作，都需要將該探頭禁止。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法，該方法可以提高衛(wèi)星對(duì)地球敏感器故障的容錯(cuò)能力，從而提高了衛(wèi)星在軌運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法，建立地球敏感器坐標(biāo)系，即XOY坐標(biāo)系，地球敏感器有A、B、C、D四個(gè)探頭，對(duì)稱分布在以O(shè)為圓心、以ReO為半徑的圓上，A、B、C、D四個(gè)探頭的視場(chǎng)掃描緯度為Y ；當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯腁、B、C、D四個(gè)探頭中任意一個(gè)探頭出現(xiàn)故障或被太陽或月亮干擾，則需要禁止所述探頭，具體包括如下步驟(I)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯腁、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η < 2，地球敏感器的滾·動(dòng)角R和俯仰角P由沒有被禁止的三個(gè)探頭或四個(gè)探頭計(jì)算得出，地球敏感器正常工作；(2)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯腁、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η = 2，若衛(wèi)星位于工作軌道且被禁止的兩個(gè)探頭彼此相鄰，則采用沒有被禁止的兩個(gè)探頭計(jì)算地球敏感器的滾動(dòng)角R和俯仰角P ；(3)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯摩?、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η = 2，若衛(wèi)星不在工作軌道或者被禁止的兩個(gè)探頭彼此不相鄰，則切換至其他可用敏感器計(jì)算滾動(dòng)角R和俯仰角P ；(4)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯摩?、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η > 2，則切換至其他可用敏感器計(jì)算滾動(dòng)角R和俯仰角P ；其中η為正整數(shù)或O。 在上述地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法中，步驟(2)中，若探頭C、D被禁止，則由探頭A、B計(jì)算衛(wèi)星的滾動(dòng)角R和俯仰角P，具體公式如下
權(quán)利要求
1.一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法，其特征在于建立地球敏感器坐標(biāo)系，即XOY坐標(biāo)系，地球敏感器有A、B、C、D四個(gè)探頭，對(duì)稱分布在以O(shè)為圓心、以ReO為半徑的圓上，A、B、C、D四個(gè)探頭的視場(chǎng)掃描緯度為Y ；當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯腁、B、C、D四個(gè)探頭中任意一個(gè)探頭出現(xiàn)故障或被太陽或月亮干擾，則需要禁止所述探頭，具體包括如下步驟(1)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯腁、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η< 2，地球敏感器的滾動(dòng)角R和俯仰角P由沒有被禁止的三個(gè)探頭或四個(gè)探頭計(jì)算得出，地球敏感器正常工作；(2)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯摩?、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η= 2，若衛(wèi)星位于工作軌道且被禁止的兩個(gè)探頭彼此相鄰，則采用沒有被禁止的兩個(gè)探頭計(jì)算地球敏感器的滾動(dòng)角 R和俯仰角P ；(3)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯摩?、B、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η= 2，若衛(wèi)星不在工作軌道或者被禁止的兩個(gè)探頭彼此不相鄰，則切換至其他可用敏感器計(jì)算滾動(dòng)角R和俯仰角P ；(4)當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞯摩　、C、D四個(gè)探頭中被禁止的探頭數(shù)η> 2，則切換至其他可用敏感器計(jì)算滾動(dòng)角R和俯仰角P ；其中η為正整數(shù)或O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法，其特征在于所述步驟(2)中，若探頭C、D被禁止，則由探頭Α、Β計(jì)算衛(wèi)星的滾動(dòng)角R和俯仰角P，具體公式如下
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地球敏感器探頭在軌故障情況下的處理方法，當(dāng)?shù)厍蛎舾衅鞅舜讼噜彽膬蓚€(gè)探頭被禁止時(shí)，且衛(wèi)星位于工作軌道時(shí)，可以利用沒有被禁止的兩個(gè)探頭的輸出計(jì)算衛(wèi)星的滾動(dòng)角和俯仰角，不需要切換敏感器，提高了地球敏感器的在軌使用壽命和衛(wèi)星對(duì)地球敏感器的故障容錯(cuò)能力，從而提高了衛(wèi)星在軌運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，且本發(fā)明過程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，是十分經(jīng)濟(jì)可行的地球敏感器探頭在軌故障處理方法，可推廣到任何使用擺動(dòng)掃描式紅外地球敏感器的衛(wèi)星上。
文檔編號(hào)G01C21/24GK102927987SQ20121041114
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王韜, 尹泉, 張宇, 崔振, 李巍, 季業(yè), 劉蕊, 張崇英, 李艷華, 林佳偉, 陳斌, 嚴(yán)嶸, 王雪濤 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所