分別與金子塔型的航天器二維太陽敏感器的 底面的夾角，lS〇a>p90- ; 步驟S4,根據第二圖形在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系下推導每片電池片的電 流與兩個角度的定量關系，根據所述定量關系確定所述兩個角度，其中，所述兩個角度分別 為太陽矢量在Ζ0Υ平面上的投影與Z軸的夾角#、太陽矢量在Ζ0Χ平面上的投影與Z軸的 夾角喪，通過所述兩個角度即可描述太陽矢量在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系中的 方向。具體的，航天器二維太陽敏感器的每片電池片受光照可以在閉環回路產生電流，每片 電池片的電流的大小和太陽矢量與航天器二維太陽敏感器的每片電池片平面夾角有明確 的定量關系，四片電池片在太陽敏感器量測坐標系下的位置可以定量描述，由兩個定量關 系通過推導得到太陽矢量方向與每片電池片的電流定量關系。
[0017] 優選的，步驟S4包括： 步驟S41，設太陽矢量1,乂|=::|，通過每片電池片輸出電流的大小確定
其中，ip i2、i3、14分別為每片電池片LI、L2、L3、L4輸出的 電流，· 3、《 4分別為太陽矢量和每片電池片法線的夾角；具體的，太陽光與 每片電池片的法線夾角不同，造成輸出電流不同，每片電池片輸出的電流有下式的關系： i = KScosa ,其中，〇：是太陽矢量和每片電池片法線的夾角，S是每片電池片的面積，K是比 例系數； 步驟S42,根據
得到如下公式 (1)和⑵：
步驟S43,由余弦公式得到公式（3):
步驟S44,由E-SE丄BC ,設沾s涵=t，得到公式⑷：
步驟S45,由公式（3)和⑷推導[1
，由于 每片電池片LI、L2、L3、L4分別與金子塔型的航天器二維太陽敏感器的底面的夾角〃已知， 得到：
) 根據公式（5)式得到： ，與EF的求法同理，得到
(6) (7) 步驟S46，由于碰s =澈，得到
步驟S47,由⑴和（2)式得到： ， 代入（6) (7)兩式，得到公式（8)和（9,.
根據公式（8)和（9)得到太陽矢量在ZOY平面上的投影與Z軸的夾角#、太陽矢量在 ZOX平面上的投影與Z軸的夾角在，通過濟和嶔即可描述太陽矢量在航天器二維太陽敏感器 的量測坐標系中的方向。
[0018] 綜上所述，本發明根據太陽敏感器的特殊構型和測量二維角度的需求，能夠較精 確的描述出太陽矢量的方向，方法簡單，易于實現，適用于近地航天器和深空探測器。
[0019] 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統 而言，由于與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明 即可。
[0020] 專業人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元 及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和 軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些 功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業 技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應 認為超出本發明的范圍。
[0021] 顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神 和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之 內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種航天器二維太陽敏感器量測的方法，其特征在于，包括： 步驟一，用四片電池片LI、L2、L3、L4組成金子塔型的航天器二維太陽敏感器，并定義 航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ ; 步驟二，在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ下，用第一圖形表示太陽矢量RsA 與航天器二維太陽敏感器的四片電池片的空間關系； 步驟三，根據第一圖形在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ下，用第二圖形表 示航天器二維太陽敏感器的每片電池片法線和太陽矢量RsA的邊角關系； 步驟四，根據第二圖形在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系下推導每 片電池片的電流與兩個角度的定量關系，根據所述定量關系確定所述兩個角 度，其中，所述兩個角度分別為太陽矢量在ZOY平面上的投影與Z軸的夾角 逆、太陽矢量在ZOX平面上的投影與Z軸的夾角獲。2. 如權利要求1所述的航天器二維太陽敏感器量測的方法，其特征在于，步驟三包括： 用AB、AC、AP、AQ分別表示電池片LI、L2、L3、L4的法線，則面ABC即為其法平面， 寒_{1:麗龍6?，則AE是太陽矢量在法平面ABC上的投影，面ABC在面ZOY上，面PAQ在面 ZOX上，RsG 面APQ，則AG為太陽矢量在面PAQ上的投影，F為BC的中點，則AF在Z軸上，，:^為每片電池片L1、L2、L3、L4分別與金子塔型的航天器二維太陽敏感器的 底面的夾角，。3. 如權利要求2所述的航天器二維太陽敏感器量測的方法，其特征在于，步驟四包括： 設太陽矢量^川=1,通過每片電池片輸出電流的大小確定99，其中，h、i2、i3、i 4分別為每片電池片L1、L2、L3、L4輸出的電 流,· i、· 2、·: 3、_ 4分別為太陽矢量和每片電池片法線的夾角，S是每片電池片的面積， K是比例系數； 根據得到如下公式（1)和 (2)：由余弦公式得到公式（3):，得到公式（4):由公式（3)和⑷推導出_，由于每片電池 片LI、L2、L3、L4分別與金子塔型的航天器二維太陽敏感器的底面的夾角f已知，得到：根據公式（5)式得到：，與EF的求法同理，得到由 于 ， 得到，由⑴和（2)式得到：，將弋入公式（6)和（7)，得到公式（8)和 (9)：? ? 根據公式（8)和（9)得到太陽矢量在ZOY平面上的投影與Z軸的夾角^、太陽矢量在 ZOX平面上的投影與Z軸的夾角:#。
【專利摘要】本發明提供了一種航天器二維太陽敏感器量測的方法，包括：用四片電池片L1、L2、L3、L4組成金子塔型的航天器二維太陽敏感器，并定義航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ；在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ下，用第一圖形表示太陽矢量RsA與航天器二維太陽敏感器的四片電池片的空間關系；根據第一圖形在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系XYZ下，用第二圖形表示航天器二維太陽敏感器的每片電池片法線和太陽矢量RsA的邊角關系；根據第二圖形在航天器二維太陽敏感器的量測坐標系下推導每片電池片的電流與兩個角度的定量關系，根據所述定量關系確定所述兩個角度。本發明能夠提高量測太陽矢量方向的精度。
【IPC分類】G01C21/24
【公開號】CN105466431
【申請號】CN201410429225
【發明人】祖立業, 周連文, 朱慶華
【申請人】上海新躍儀表廠
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月28日