第三章天文導(dǎo)航敏感器天文導(dǎo)航基礎(chǔ)3.1.1姿態(tài)和姿態(tài)確定姿態(tài)

航天器的姿態(tài)是指飛行器繞質(zhì)心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的參量，常用其固聯(lián)的體坐標(biāo)系相對(duì)某參考坐標(biāo)系的方位或指向來(lái)描述。姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變量的自身性質(zhì)，而不涉及產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因姿態(tài)參數(shù)有多種描述形式，包括方向余弦矩陣、歐拉軸/角、歐拉四元數(shù)和歐拉角等姿態(tài)確定

為完成飛行任務(wù)，通常需要確定航天器本體坐標(biāo)系相對(duì)于某一參考坐標(biāo)系或某一特定目標(biāo)(如某天體)的姿態(tài)參數(shù)的過(guò)程。姿態(tài)確定的方法基本上可分為參考矢量法、慣性測(cè)量法及統(tǒng)計(jì)估計(jì)法等。3.1.2航天器常用坐標(biāo)系黃道、赤道、春分點(diǎn)3.1.2航天器常用坐標(biāo)系地心赤道慣性坐標(biāo)系3.1.2航天器常用坐標(biāo)系地心赤道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系3.1.2航天器常用坐標(biāo)系軌道坐標(biāo)系和星體坐標(biāo)系的示意圖3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角基元旋轉(zhuǎn)矩陣3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角zxz旋轉(zhuǎn)順序3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角方向余弦矩陣和zxz順序歐拉角的關(guān)系3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角zxy旋轉(zhuǎn)順序2.方向余弦矩陣和zxy順序的歐拉角的關(guān)系3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角3.方向余弦矩陣和zyx順序的歐拉角的關(guān)系3.1.3姿態(tài)參數(shù)-歐拉角3.1.3姿態(tài)參數(shù)–歐拉軸/角3.1.3姿態(tài)參數(shù)–歐拉軸/角歐拉軸/角坐標(biāo)變換示意圖3.1.3姿態(tài)參數(shù)–歐拉軸/角3.1.3姿態(tài)參數(shù)–歐拉軸/角相繼角位移對(duì)應(yīng)的歐拉軸/角SaSbSc3.1.4姿態(tài)參數(shù)–歐拉參數(shù)(姿態(tài)四元數(shù))歐拉參數(shù)與方向余弦矩陣的關(guān)系3.1.4姿態(tài)參數(shù)–歐拉參數(shù)(姿態(tài)四元數(shù))相繼角位移對(duì)應(yīng)的歐拉參數(shù)SaSbSc3.1.5姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程(歐拉角)ZXY轉(zhuǎn)動(dòng)次序3.1.5姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程(歐拉角)ZYX轉(zhuǎn)動(dòng)次序3.1.6航天器姿態(tài)確定基礎(chǔ)坐標(biāo)系繞單參考矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)3.1.6航天器姿態(tài)確定基礎(chǔ)雙矢量定姿中觀測(cè)矢量存在誤差的情況3.2天文導(dǎo)航敏感器3.2.1航海測(cè)量?jī)x器3.2.2太陽(yáng)敏感器3.2.3地平敏感器3.2.4星敏感器3.2.5SS-ANARS和MAMS天文航海中的測(cè)量?jī)x器天文導(dǎo)航敏感器六分儀的測(cè)角原理天文導(dǎo)航敏感器天文導(dǎo)航敏感器把天體的反射影像拉到水天線附近搖擺六分儀，找天體垂直圈，等待相切。記下準(zhǔn)確相切的時(shí)間觀測(cè)天體高度的要領(lǐng)天文導(dǎo)航敏感器太陽(yáng)敏感器的基本環(huán)節(jié)

太陽(yáng)敏感器天文導(dǎo)航敏感器中國(guó)空間技術(shù)研究院院標(biāo)準(zhǔn)《太陽(yáng)敏感器分類、代號(hào)及銘牌》（Q/W643—96）

a.模擬式太陽(yáng)敏感器b.余弦式太陽(yáng)敏感器c.V縫式太陽(yáng)敏感器d.編碼式太陽(yáng)敏感器e.出現(xiàn)式太陽(yáng)敏感器（又稱太陽(yáng)指示器，或0-1太陽(yáng)敏感器）f.電荷藕合器件（CCD）太陽(yáng)敏感器g.光電二級(jí)管陣列太陽(yáng)敏感器

天文導(dǎo)航敏感器余弦式太陽(yáng)敏感器的工作原理

天文導(dǎo)航敏感器單軸模擬式太陽(yáng)敏感器的工作原理天文導(dǎo)航敏感器雙三角模擬太陽(yáng)敏感器的工作原理圖

我國(guó)生產(chǎn)的模擬太陽(yáng)敏感器天文導(dǎo)航敏感器單軸太陽(yáng)模擬敏感器的測(cè)量模型測(cè)量值α：天文導(dǎo)航敏感器編碼式太陽(yáng)敏感器的測(cè)量模型我國(guó)生產(chǎn)的編碼式太陽(yáng)敏感器(探頭)天文導(dǎo)航敏感器CCD太陽(yáng)敏感器的工作幾何模型天文導(dǎo)航敏感器五眼式0-1太陽(yáng)敏感器視場(chǎng)分布五眼式0-1太陽(yáng)敏感器(探頭)天文導(dǎo)航敏感器天文導(dǎo)航敏感器地球敏感器地平穿越式地球敏感器原理圖天文導(dǎo)航敏感器我國(guó)生產(chǎn)的單圓錐掃描地球敏感器(探頭)單圓錐掃描紅外敏感器的測(cè)量坐標(biāo)系天文導(dǎo)航敏感器單圓錐掃描式地球敏感器的工作示意圖圓錐掃描式地球敏感器的工作原理天文導(dǎo)航敏感器圓錐掃描式地球敏感器的測(cè)量幾何原理星體對(duì)地球的視角半徑天文導(dǎo)航敏感器圓錐掃描紅外敏感器的兩種典型布局天文導(dǎo)航敏感器單地平擺動(dòng)掃描式地球敏感器測(cè)量原理天文導(dǎo)航敏感器

地平跟蹤式地球敏感器天文導(dǎo)航敏感器輻射熱平衡式地球敏感器的原理天文導(dǎo)航敏感器一種自主星敏感器的結(jié)構(gòu)示意圖2.3星敏感器天文導(dǎo)航敏感器德國(guó)KM1301星敏感器天文導(dǎo)航敏感器CCD星敏感器的工作流程圖天文導(dǎo)航敏感器恒星在CCD上成像的幾何關(guān)系天文導(dǎo)航敏感器基于IRIS-2的ASSOSS星敏感器IntegratedRadiation－tolerantImagingSystem敏單元陣列、行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器、時(shí)序控制邏輯、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)總線輸出接口、控制接口等幾部分組成天文導(dǎo)航敏感器美國(guó)DayStar星敏感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SED20星跟蹤器空間六分儀自主天文定位系統(tǒng)（SS-ANARS）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)航原理導(dǎo)航系統(tǒng)的夾角測(cè)量原理SS-ANARS導(dǎo)航原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件特點(diǎn)MANS自主導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)