靜態(tài)星模擬器的星點(diǎn)修正方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種靜態(tài)星模擬器的星點(diǎn)修正方法，利用經(jīng)緯儀測(cè)量各星點(diǎn)的方位角和俯仰角，建立測(cè)量模型，由測(cè)量值精確計(jì)算靜態(tài)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)的主距。通過(guò)已知各星點(diǎn)的角度信息，經(jīng)過(guò)修正模型計(jì)算，得到滿足模擬精度要求的各星點(diǎn)的直角坐標(biāo)位置。本發(fā)明提供的靜態(tài)星模擬器的星點(diǎn)測(cè)量模型和修正模型，提高了星點(diǎn)刻劃位置的準(zhǔn)確度，進(jìn)而提高了星圖模擬精度。
【專利說(shuō)明】靜態(tài)星模擬器的星點(diǎn)修正方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航天器地面標(biāo)定技術(shù)，其特征是可以有效提高靜態(tài)星模擬器的星圖 模擬精度。

【背景技術(shù)】
[0002] 星模擬器是航天【技術(shù)領(lǐng)域】中星敏感器的地面標(biāo)定裝置。星模擬器按星圖顯示方式 不同，分為動(dòng)態(tài)星模擬器和靜態(tài)星模擬器。按模擬精度分為甚高精度星模擬器、高精度星模 擬器和中等精度星模擬器。
[0003] 通常，靜態(tài)星模擬器的星圖模擬精度高于動(dòng)態(tài)星模擬器，原因在于靜態(tài)星圖顯示 器件采用在分劃板上刻劃星點(diǎn)的方式，不像動(dòng)態(tài)星模擬器受到顯示器件像素尺寸的限制。 只要能夠精確計(jì)算星點(diǎn)在分劃板上的位置，就可以通過(guò)現(xiàn)有的激光直寫(xiě)技術(shù)進(jìn)行刻劃，從 而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)星模擬器的高精度星圖模擬。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的靜態(tài)星模擬器星圖顯示方法，由于光學(xué)系統(tǒng)像差的存在，往往導(dǎo)致星 圖模擬精度不高，僅能滿足中高精度星敏感器的地面標(biāo)定使用。為了提高星圖顯示精度，通 常要采取多次重復(fù)刻板的方式，不但導(dǎo)致靜態(tài)星模擬器研制周期長(zhǎng)，并且提高了研制成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有靜態(tài)星模擬器星圖模擬精度不高，且通常需要采取多次重復(fù)刻板的 方式，從而導(dǎo)致的研制周期長(zhǎng)，研制成本高等問(wèn)題。本發(fā)明提供一種靜態(tài)星模擬器星圖修正 方法，不需要重復(fù)刻板，僅通過(guò)修正公式推導(dǎo)計(jì)算，得到各星點(diǎn)的直角坐標(biāo)位置，以提高靜 態(tài)星模擬器的星圖模擬精度。
[0006] 本發(fā)明提供的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，包括以下五個(gè)步驟：第一步驟，根據(jù)星 點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論方位俯仰角；第二步驟，根據(jù)各星點(diǎn)理論方位俯仰角計(jì)算 理論星間角距值；第三步驟，實(shí)測(cè)星點(diǎn)方位俯仰角計(jì)算實(shí)測(cè)星間角距值和主距值；第四步 驟，根據(jù)主距值計(jì)算星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置；第五步驟，根據(jù)星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置復(fù)算新 星間角距值，并與理論星間角距值進(jìn)行精度比對(duì)，若滿足精度要求，則進(jìn)行修正過(guò)程結(jié)束； 若不滿足精度要求，則重復(fù)第三步驟。
[0007] 所述第一步驟中，所述星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置為（xaife，Yaife)，所述理論方位俯 仰角為（a a論，β aife)，所述根據(jù)星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論方位角的公式為α理論 =arctan (X理論// '），所述根據(jù)星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論俯仰角的公式為 =arctan (Yaife// '），所述/ '為靜態(tài)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)焦距。
[0008] 所述第二步驟中，所述星間角距的理論值為Tay所述根據(jù)各星點(diǎn)理論方位 俯仰角計(jì)算理論星間角距值的公式為T理論=arccos[cosP 0 _ cosP理論_ cos(a0-a理 論）+sinP?！?sin@理論]，所述（a。，β。）為中心星點(diǎn)的方位俯仰角。
[0009] 所述第三步驟中，所述星點(diǎn)的實(shí)測(cè)方位俯仰角為（a實(shí)測(cè)，β實(shí)測(cè))，所述實(shí)測(cè)星間角 距值為Τ ，所述主距為/;所述實(shí)測(cè)星點(diǎn)方位俯仰角計(jì)算實(shí)測(cè)星間角距值的公式為 τ實(shí)測(cè)=arccos [cos β 0 · cos β實(shí)測(cè)· cos ( α 0-α實(shí)測(cè)）+sin β 0 _ sin β實(shí)測(cè)]，所述實(shí)測(cè)星點(diǎn)方 位俯仰角計(jì)算主距的公式為

【權(quán)利要求】
1. 一種靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于，包括以下五個(gè)步驟：第一步驟，根據(jù) 星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論方位俯仰角；第二步驟，根據(jù)各星點(diǎn)理論方位俯仰角計(jì) 算理論星間角距值；第三步驟，實(shí)測(cè)星點(diǎn)方位俯仰角計(jì)算實(shí)測(cè)星間角距值和主距值；第四 步驟，根據(jù)主距值計(jì)算星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置；第五步驟，根據(jù)星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置復(fù) 算新星間角距值，并與理論星間角距值進(jìn)行精度比對(duì)，若滿足精度要求，則進(jìn)行修正過(guò)程結(jié) 束；若不滿足精度要求，則重復(fù)第三步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于： 所述第一步驟中，所述星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置為（Xaife，Yaife)，所述理論方位俯仰 角為（aa論，08論)，所述根據(jù)星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論方位角的公式為α理論 =arctan (X理論// '），所述根據(jù)星點(diǎn)的理論直角坐標(biāo)位置計(jì)算理論俯仰角的公式為 =arctan (Yaife// '），所述/ '為靜態(tài)星模擬器光學(xué)系統(tǒng)焦距。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于： 所述第二步驟中，所述星間角距的理論值為T ;所述根據(jù)各星點(diǎn)理論方位俯仰角計(jì) 算理論星間角距值的公式為T理論=arccos[cos β 0 cos β理論· cos( α 〇-α理論）+sin3 0 _ sinP aife]，所述（％，^)為中心星點(diǎn)的方位俯仰角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于： 所述第三步驟中，所述星點(diǎn)的實(shí)測(cè)方位俯仰角為（α β _()，所述實(shí)測(cè)星間角距值 為所述主距為所述實(shí)測(cè)星點(diǎn)方位俯仰角計(jì)算實(shí)測(cè)星間角距值的公式為 =arccos[cosP0 · cosP實(shí)測(cè)· cos(a〇-a實(shí)測(cè)）+sinP0· sinP實(shí)測(cè)]，所述實(shí)測(cè)星點(diǎn)方位俯仰 角計(jì)算主距的公式為
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于： 所述第四步驟中，所述星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置為（X?，Y?);根據(jù)主距值計(jì)算星點(diǎn)的新 直角坐標(biāo)位置公式為
ιψ,所述Φ為根據(jù)國(guó)家天文 臺(tái)測(cè)試的恒星位置信息得到的恒星方向角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜態(tài)星模擬器星圖修正方法，其特征在于： 所述第五步驟中，所述新星間角距值為。根據(jù)星點(diǎn)的新直角坐標(biāo)位置復(fù)算新星間 角距值公式為：·
聽(tīng)述中心星點(diǎn)的直角坐標(biāo)位置 為（X(i，Yd)，所述其他任一星點(diǎn)的直角坐標(biāo)位置為（\，Yi)。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK104296777SQ201410457419
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】孫高飛, 劉石, 張國(guó)玉 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)