一種折射星圖的模擬方法

孫 龍，蔡佳楠

(中國電子科技集團公司第三十八研究所,安徽 合肥 230088)

隨著載人航天、深空探測等空間技術的發展，各類航天器對自主導航能力的要求越來越高。導航的方法很多，例如GPS、慣性導航、天文導航等[1]。其中基于星敏感器的天文導航方法由于導航精度高、誤差不隨時間積累等特點成為了空間應用中的有效自主導航手段[2-3]。在影響天文導航精度的因素中，地平的敏感精度是很重要的一點，根據星敏感器敏感地平方式的不同，可分為直接敏感地平和利用星光折射間接敏感地平兩種方法[4-5]。

直接敏感地平法受地平儀精度的制約，導航精度較低。利用星光折射間接敏感地平的方法是一種低成本、高精度的自主導航方法。該方法的研究工作可以追溯到20世紀60年代[6-7]，1975年由美國海軍研究局和美國國防部高級研究計劃局共同投資，麻省理工學院Draper實驗室對星光折射/星光色散自主導航方案進行了研究和論證，結果表明在一個軌道周期可觀測40顆折射星的理想條件下，導航精度可達100 m[8-9]。

星光折射間接敏感地平法精度高且成本低，是一種很有發展前途的導航方法，因此吸引了大量的學者對其進行研究。然而，由于航天實驗費用巨大，往往不可能進行實時的星空拍攝，因此目前的折射星導航的研究，大多數都是基礎理論的研究，實驗驗證比較困難。還有極少一部分研究成果是結合星光折射的幾何原理和大氣折射模型直接計算星光折射角，然后使用星光折射角來研究星光折射導航[10-12]。……