星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法

王宏力; 何贻洋; 陆敬辉; 杨阳; 陈俊宇

doi:10.3788/IRLA201645.1113003

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星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法

王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇

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王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇. 星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003

引用本文:

Wang Hongli, He Yiyang, Lu Jinghui, Yang Yang, Chen Junyu. Ground calibration method of installation error for star sensor based on three positions method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003

Citation:

Wang Hongli, He Yiyang, Lu Jinghui, Yang Yang, Chen Junyu. Ground calibration method of installation error for star sensor based on three positions method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003

星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法

doi: 10.3788/IRLA201645.1113003

1.
火箭军工程大学控制工程系,陕西西安 710025

基金项目:

陕西省自然科学基础研究计划（2014JM2-6107）

详细信息

作者简介:
王宏力(1965-),男,教授,博士,主要从事组合导航、星敏感器等方面的研究。Email:wanghongli_1965@163.com

中图分类号: V249.32⁺3

Ground calibration method of installation error for star sensor based on three positions method

1.
Department of Control Engineering,Rocket Force University of Engineering,Xi'an 710025,China

摘要: 针对目前星敏感器安装误差标定过程中存在的标定模型复杂标定测试流程繁琐等问题，提出了一种星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法。该方法根据坐标系的欧拉变换，构建了星敏感器安装误差的数学模型；根据误差模型，提出了基于三轴精密转台的安装误差三位置法地面标定策略。采用最小二乘法和三位置法进行仿真对比实验，结果表明，安装误差的三位置法标定结果比最小二乘法标定结果的稳定性提高了近10倍。三位置法还具有标定测试流程简单等优点，对提高星敏感器的使用精度具有重要参考价值。
- 三位置法 /
- 星敏感器 /
- 安装误差 /
- 三轴精密转台
Abstract: Aiming at problems such as complicated calibration models and trivial test progress, which are occurred during the calibration of installation error for star sensors, a novel ground calibration method of installation error based on three positions was introduced. Firstly, a mathematical model of installation error was established according to Euler transformation of coordinate systems. Secondly, a new ground calibration strategy of installation error based on three typicall-selected positions on a triaxial precise turntable was put forward. The least square method and three positions method were adopted to conduct simulation contrast experiments. Simulation results demonstrate that calibration result stability of three positions method increases by nearly 10 times than calibration result stability of least square method. Furthermore, three positions method has simplified the calibration test procedure, which has important practical reference value to improve the operational accuracy of star sensor.
- three positions method /
- star sensor /
- installation error /
- triaxial precise turntable

[1]	Tang Jun, Li Wei, Xu Xuanbin. New method of star sensor's calibration and leading building[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5):1610-1615. 唐君, 李伟, 徐轩彬. 一种星敏感器光学系统标定与引建的新方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5):1610-1615.
[2]	Chen Qimeng, Zhang Guoyu, Wang Lingyun, et al. Test equipment design of high precision star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(7):2234-2239. (in Chinese)陈启梦, 张国玉, 王凌云, 等. 高精度星敏感器测试设备的设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(7):2234-2239.
[3]	Sun Gaofei, Zhang Guoyu, Gao Yujun, et al. Design of star sensor ground calibration equipment[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(10):2822-2827. (in Chinese)孙高飞, 张国玉, 高玉军, 等. 星敏感器地面标定设备的设计[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(10):2822-2827.
[4]	Zhang Hui, Tian Hong, Yuan Jiahu, et al. Parameter calibration and error compensation of star sensor[J]. Opto-Electronic Engineering, 2005, 32(9):5-8. (in Chinese)张辉, 田宏, 袁家虎, 等. 星敏感器参数标定与误差补偿[J]. 光电工程, 2005, 32(9):5-8.
[5]	Wang Rong, Xiong Zhi, Liu Jianye, et al. Study on installation error calibration model simulation of star sensor[J]. System Simulation Technology, 2013, 9(4):287-291. (in Chinese)王融, 熊智, 刘建业, 等. 一种星敏感器安装误差标定模型仿真研究[J]. 系统仿真技术, 2013, 9(4):287-291.
[6]	Xia Jiahe, Qin Yongyuan, Wang Yan. Study on calibration method of installation error for star sensor based on SINS[C]//CSAA Annual Academic Conference, 2007:1-6. (in Chinese)夏家和, 秦永元, 王岩. SINS辅助星敏感器安装误差标定方法研究[C]//中国航空学会学术年会, 2007:1-6.
[7]	Wang Rong, Xiong Zhi, Liu Jianye, et al. Study on installation error calibration model simulation of star sensor[J]. System Simulation Technology, 2013, 9(4):287-291. (in Chinese)王融, 熊智, 刘建业, 等. 一种星敏感器安装误差标定模型仿真研究[J]. 系统仿真技术, 2013, 9(4):287-291.
[8]	Liu Lei, Zhang Lu, Zheng Xin, et al. Current situation and development trends of star sensor technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(S):529-533. (in Chinese)刘垒, 张路, 郑辛, 等. 星敏感器技术研究现状及发展趋势[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(S):529-533.
[9]	Lam Q M, Crassidis J L. Precision attitude determination using a multiple model adaptive estimation scheme[C]//IEEE Aerospace Conference, 2007:1-20.

[1]	任平川, 周琦, 金荷, 宋卿争, 缪鹏飞. 星敏感器动态精度评价方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210571-1-20210571-8. doi: 10.3788/IRLA20210571
[2]	徐志浩, 周召发, 徐梓皓, 常振军, 冯磊. 全局可观测性分析的SINS/CNS快速标定方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210641-1-20210641-8. doi: 10.3788/IRLA20210641
[3]	冯婕, 李豫东, 文林, 郭旗. CMOS图像传感器辐射损伤导致星敏感器性能退化机理 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190555-20190555-7. doi: 10.3788/IRLA20190555
[4]	张承钰, 袁利, 王立, 武延鹏, 王苗苗. 图像探测器像素位置偏差标定方法设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200135-20200135. doi: 10.3788/IRLA20200135
[5]	孟祥月, 王洋, 张磊, 付跃刚, 顾志远. 大相对孔径宽光谱星敏感器光学镜头设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718005-0718005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0718005
[6]	熊琨, 王春喜, 吴跃, 王锴磊, 姜云翔. 基于三轴转台的多视场星敏感器标定方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417002-0417002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0417002
[7]	程龙, 王栋, 谷松, 高飞, 杨林, 李林. 星敏感器支撑结构多目标拓扑优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 520001-0520001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0520001
[8]	张尧, 王宏力, 陆敬辉, 何贻洋, 姜伟. 基于粒子群算法的星敏感器光学误差标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017002-1017002(8). doi: 10.3788/IRLA201770.1017002
[9]	刘源, 谢睿达, 赵琳, 郝勇. 基于机器学习的大视场星敏感器畸变在轨标定技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217004-1217004(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217004
[10]	李健, 张广军, 魏新国. 多视场星敏感器数学模型与精度分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1223-1228.
[11]	崔祥祥, 王宏力, 陆敬辉, 乔兴, 邓长智, 张勇, 赵爱罡. 适用于小视场星敏感器的导航星表构建方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1249-1253.
[12]	张磊, 何昕, 魏仲慧, 梁国龙. 星图分布对星敏感器最小二乘姿态精度的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1836-1841.
[13]	吴峰, 沈为民, 朱锡芳, 陈宇恒, 许清泉. 通过扩展编程模拟星敏感器光学系统成像方法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1561-1567.
[14]	江帆, 王忠素, 陈立恒, 吴清文, 郭亮. 星敏感器组件的热设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3740-3745.
[15]	王涌鹏, 罗佳, 白剑, 梁宜勇. 高精度长焦距测量系统反射镜安装误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 562-568.
[16]	孙亚辉, 耿云海, 王爽. 星敏感器像平面移位误差的分析与校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3321-3328.
[17]	刘朝山, 刘光斌, 杨波, 周浩. 弹载星敏感器像移模型及其仿真分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1311-1315.
[18]	任秉文, 金光, 王天聪, 钟兴, 张鹏. 机载全天时星敏感器参数设计及实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1003-1010.
[19]	孙高飞, 张国玉, 高玉军, 王凌云, 苏拾, 付芸, 王向东. 星敏感器地面标定设备的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2822-2827.
[20]	李葆华, 陈希军, 郑循江, 泮宏梁. 星敏感器高动态下自主星跟踪算法 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 190-195.

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星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法

doi: 10.3788/IRLA201645.1113003

1. 火箭军工程大学控制工程系,陕西西安 710025

作者简介:
王宏力(1965-),男,教授,博士,主要从事组合导航、星敏感器等方面的研究。Email:wanghongli_1965@163.com

收稿日期: 2016-03-22
修回日期: 2016-04-26
刊出日期: 2016-11-25

基金项目:

陕西省自然科学基础研究计划（2014JM2-6107）

中图分类号: V249.32⁺3

关键词:

摘要: 针对目前星敏感器安装误差标定过程中存在的标定模型复杂标定测试流程繁琐等问题，提出了一种星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法。该方法根据坐标系的欧拉变换，构建了星敏感器安装误差的数学模型；根据误差模型，提出了基于三轴精密转台的安装误差三位置法地面标定策略。采用最小二乘法和三位置法进行仿真对比实验，结果表明，安装误差的三位置法标定结果比最小二乘法标定结果的稳定性提高了近10倍。三位置法还具有标定测试流程简单等优点，对提高星敏感器的使用精度具有重要参考价值。