顾及温度效应改正的多星敏感器角速度重建方法 - 胡丹怡; 吴云龙; 肖云; 仇越; 吴晓辉; 钟玉龙 (测绘学报, 2024)
P223; 高精度卫星姿态控制是卫星重力数据预处理的重要环节.地球重力场和海洋环流探测(GOCE)卫星搭载的关键荷载星敏感器在低轨运行状态中,不可避免地受到空间环境的温度变化影响,导致星敏感器视轴夹角(IBA)存在2"～14"偏移,直接影响卫星姿态的精度.定量分析温度效应对卫星姿态的影响,精确测定卫星角速度,是卫星数据预处理流程中的重要环节,直接影响高精度重力梯度分量构建的精度.本文基于GOCE卫星任务的特性,构建了一种多星敏感器联合姿态四元数的温度效应改正方法,包括星敏感器之间的相对姿态偏移量构建为温度相关线性函数,结合星敏感器各轴的精度差异建立加权矩阵,依据最小二乘原理得到最优姿态四元数重建角速度.同时,在原始姿态数据的解算中,构建一种对数四元数Hermite超曲面内插方法进行数据优化处理.研究结果表明,改正后的星敏感器姿态四元数计算出的IBA与参考框架信息对比无明显偏移.且经过温度效应改正后,星敏感器各轴角速度噪声水平大幅下降了约两个量级,精度达到10-10 rad·s-1,显著提高了角速度重建的精度,各轴角速度精度保持良好一致性.基于本文方法计算得到的重力梯度迹的功率谱密度,在整个频域内有较为明显的改善.