本发明属于航天器在轨运行，尤其涉及一种在轨陀螺安装误差标定方法。
背景技术：
1、陀螺组合是现代卫星高精度姿态确定的重要敏感器。陀螺组合在安装过程产生的误差会导致卫星在轨机动时的陀螺积分姿态与真实值不一致，直接影响机动后的卫星姿态确定精度，是高精度卫星姿态确定中关键问题之一。
技术实现思路
1、本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种在轨陀螺安装误差标定方法，通过卫星在轨三轴分别机动，采用星上高精度星敏感器数据对陀螺组合安装误差进行标定，以提升卫星三轴姿态测量精度，具有较强的工程应用性。
2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种在轨陀螺安装误差标定方法，包括：
3、步骤s1，判断卫星在轨陀螺漂移是否稳定，若是，则进入步骤s2，若否，则进入步骤s8，结束陀螺安装误差标定流程；
4、步骤s2，判断卫星在轨是否进行单轴姿态机动，若是，则进入步骤s3，若否，则进入步骤s8，结束陀螺安装误差标定流程；
5、步骤s3，基于星敏感器测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差；
6、步骤s4，基于陀螺测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差；
7、步骤s5，引入陀螺安装误差，根据步骤s3基于星敏感器测量数据计算得到的卫星机动到位时刻的姿态偏差和步骤4基于陀螺测量数据计算得到的卫星机动到位时刻的姿态偏差，建立姿态偏差计算公式；
8、步骤s6，判断卫星是否满足在轨三轴分别进行一次姿态机动，若是，则进入步骤s7，若否，则控制卫星再次进行单轴姿态机动，进入步骤s2，直至满足卫星在轨三轴分别进行一次姿态机动；
9、步骤s7，基于步骤s1～s6建立的卫星三次单轴姿态机动的姿态偏差计算公式，建立标定方程组，计算得到陀螺安装误差标定结果；
10、步骤s8，结束陀螺安装误差标定流程。
11、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，基于星敏感器测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差，包括：
12、获取星敏感器测量得到的卫星机动到位时刻的四元数qib和卫星机动到位时刻的目标姿态基准四元数qit；
13、根据qib和qit，计算得到乘积aq：aq＝qit-1·qib；
14、将aq按照xyz顺序转换成角度，得到[dx dy dz]；其中，dx、dy和dz分别表示卫星机动到位时刻的x方向姿态偏差角、y方向姿态偏差角和z方向姿态偏差角；
15、则，基于星敏感器测量数据计算得到的卫星机动到位时刻的姿态偏差err为：err＝[dz dy dx]。
16、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，
17、qib表示如下：qib＝[qb0 qb1 qb2 qb3]；其中，qb0表示四元数qib的实部，qb1表示四元数qib的虚部第一分量，qb2表示四元数qib的虚部第二分量，qb3表示四元数qib的虚部第三分量；
18、qit表示如下：qit＝[qt0 qt1 qt2 qt3]；其中，qt0表示四元数qit的实部，qt1表示四元数qit的虚部第一分量，qt2表示四元数qit的虚部第二分量，qt3表示四元数qit的虚部第三分量。
19、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，基于陀螺测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差，包括：
20、将卫星的控制姿态角ω按照zyx顺序进行转换，得到方向余弦矩阵abt；
21、基于卫星的控制姿态角速度ω，构造参数矩阵ωmat；
22、基于abt和ωmat，进行积分计算，得到基于陀螺测量数据计算得到的卫星机动到位时刻的姿态偏差a。
23、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，
24、ω表示如下：ω＝[ωx ωy ωz]；其中，ωx、ωy和ωz分别表示控制姿态角x方向、y方向和z方向的分量；
25、ω表示如下：ω＝[ωx ωy ωz]；其中，ωx、ωy和ωz分别表示控制姿态角速度x方向、y方向和z方向的分量。
26、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，ωmat表示如下：
27、
28、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，a的计算公式如下：
29、da＝∫abt·ωmatdt
30、其中，dt表示陀螺积分时间。
31、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，陀螺安装误差记作abias，则有：
32、
33、其中，asb表示陀螺组合本体系到测量系的安装矩阵；ax、ay和az分别表示陀螺表头1在棱镜坐标系下x轴、y轴和z轴的矢量，bx、by和bz分别表示陀螺表头2在棱镜坐标系下x轴、y轴和z轴的矢量，cx、cy和cz分别表示陀螺表头3在棱镜坐标系下x轴、y轴和z轴的矢量。
34、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，姿态偏差计算公式表示如下：a·abias＝err。
35、在上述在轨陀螺安装误差标定方法中，卫星在轨至少分别进行三次单轴姿态机动，陀螺安装误差标定结果为：
36、本发明具有以下优点：
37、本发明公开了一种在轨陀螺安装误差标定方法，通过卫星上高精度星敏感器的测量数据标定出陀螺组合的安装误差，先计算基于星敏感器的四元数数据计算出的卫星机动到位的姿态偏差，然后计算基于陀螺积分数据计算出的卫星机动到位姿态偏差，再引入陀螺安装误差值，通过三次卫星单轴姿态机动，建立等式，计算出陀螺安装误差标定结果。本发明准确地计算出了陀螺组合在安装过程中产生的误差，通过地面上注遥控指令可以降低陀螺安装误差在测量卫星姿态数据时产生的影响，提升了姿态测量的精度和可靠性，具有计算复杂度低，逻辑简单，计算结果可靠等优点，便于实现工程应用。
1.一种在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，基于星敏感器测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差，包括：
3.根据权利要求2所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，基于陀螺测量数据，计算得到卫星机动到位时刻的姿态偏差，包括：
5.根据权利要求4所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，ωmat表示如下：
7.根据权利要求4所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，a的计算公式如下：
8.根据权利要求4所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，陀螺安装误差记作abias，则有：
9.根据权利要求8所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，姿态偏差计算公式表示如下：a·abias＝err。
10.根据权利要求9所述的在轨陀螺安装误差标定方法，其特征在于，卫星在轨至少分别进行三次单轴姿态机动，陀螺安装误差标定结果为：
