基于校正后星图的高超声速飞行器天文定姿性能评估

针对高超声速飞行中天文观测受到的气动光学效应影响,提出一种基于校正后星图的高超声速飞行器天文定姿性能评估方法。首先分析了高超声速飞行器天文观测窗口表面的流场结构,细化了激波层、湍流层主要结构带来的影响;其次综合运用激波偏折校正和光学图像复原成果,从星敏感器视场变化、校正后星图误差残留引起的定姿误差两方面,给出了高超声速飞行器天文定姿精度的量化测算途径,并对典型参数的星敏感器进行了仿真测算。仿真结果表明,在高超声速气动环境下,星敏感器的观测视场几乎没有变化,且与飞行速度无关;0.1像素质心提取偶然误差导致的姿态角标准差在13″左右,集中在航向角;校正激波偏折后残余的系统误差对定姿的影响很小,集中在俯仰角,对航向角和横滚角几乎没有影响。