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专利号: 201310731899X
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用大气偏振光的三维定姿方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、建立体坐标系,以运载体的重心为原点O′,运载体的体轴为X′轴,指向运载体顶部为Z′轴,Y′轴满足右手直角坐标系规定;即X′O′Y′平面为运载体的飞行倾斜面;

建立参考直角坐标系,以地面检测点为原点O,指向正东方向为X轴,垂直向上为Z轴,指向正北方向为Y轴;以XOY平面为参考水平面;

将仿生复眼球面传感器阵列安装在运载体的重心O′处;

(2)、利用仿生复眼球面传感器阵列实时采集各个方向上的太阳光E-矢量信息,并确定检测到水平方向的E-矢量的小眼阵列及其在球面上的几何位置;

然后将原点O′和O重合后,确定检测到水平方向的E-矢量的小眼阵列在参考水平面上的投影,即太阳子午线在参考水平面上的投影CD;某时刻X′O′Y′平面和XOY平面的交线为AB;

则在参考水平面上CD与AB之间的夹角σ由公式(1)确定其中,α为太阳投影点S与倾斜面法线之间的夹角;β为倾斜面法线与Z轴之间的夹角;α和β均可由仿生复眼球面传感器阵列测量得到;θs为太阳极角,由太阳历理论计算得出;

此时,由太阳历理论计算得出在参考水平面上CD与Y轴的夹角 体轴OX′在水平面上的投影为OU′,由仿生复眼球面传感器阵列测量得出CD与OU′的夹角ρ为水平面上Y轴与两面交线AB之夹角,由公式(2)确定(3)、确定偏航角Ψ

偏航角Ψ为在参考水平面上Z轴与OU′的夹角,由公式(3)确定:(4)、确定俯仰角θ和滚转角φ

X′轴和X轴的夹角ω,由公式(4)确定:

2 2

cosω=cosρcosβ+sinρ..................................(4)俯仰角θ由公式(5)确定:

cosω=cosψcosθ...............................................(5)Y′轴和Y轴的夹角δ,由公式(6)确定:

2 2

cosδ=sinρcosβ+cosρ.................................(6)滚转角φ由公式(7)确定:

cosδ=cosψcosφ-sinψsinθsinφ.............................(7)即解算出偏航角ψ、俯仰角θ和滚转角φ,完成运载体在空间的姿态确定。