CN112461511B - 浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。该方法相比于传统方法数学模型简单，计算量低，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。

Description

浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及浮空平台光学遥感指向成像技术领域，特别是涉及一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
深空探测中，通过对近地行星大气环境进行光谱遥感观测，获取大气的光谱信息，有望在揭示行星大气环境演化的多样性及太阳能量调控行星大气环境等方面做出重要成果，并且可以为地球临近空间大气等离子体耦合提供比较依据，因此，对行星进行遥感观测已成为深空探测中最重要的研究内容之一。人类自从掌握光学技术以来，就开始了行星探测的脚步。目前，进行深空行星探测的方式主要分为基于地基和基于太空卫星两种探测方式。基于地基进行深空探测是一种基于地面观测设备对深空目标进行探测的方式，维护简单，但由于大气散射、折射和吸收、光污染等人类活动，以及受观测距离和光学望远镜分辨率的影响，难以获取清晰图像，已经不能够满足对深空目标探测的要求。基于卫星等航天器进行观测，成像质量更好，获取的图像更加清晰，但其研制、发射和使用成本非常昂贵。
基于浮空器平台搭载望远镜对深空目标进行探测时，相比于地基望远镜具有成像质量受大气影响小的优点，相比于大气望远镜具有发射成本低，易于维护，可二次开发等优点，因此浮空器平台是一种特殊的、重要的、不可替代的空间载荷科学探测平台。深空探测望远镜搭载于浮空器平台，飞行于20km左右的平流层时，望远镜主光轴指向未知，通常需要利用星敏感器测量望远镜姿态，再加上平流层大气扰动以及平台稳定性能力问题，往往需要多传感器组合定姿。常用的方法是利用星敏感器与陀螺仪进行姿态融合，提高指向精度，当前普遍采用姿态四元素误差模型计算光轴指向，计算过程繁杂，嵌入式软件不易实现。
因此，如何更简单地获取浮空器平台搭载的望远镜主光轴的指向，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质，计算量低，在嵌入式软件中易于实现。其具体方案如下：
一种浮空平台望远镜指向获取方法，包括：
获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
通过卡尔曼滤波算法将获取的所述星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；
采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
根据解算出的所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，还包括：
采集目标星赤经和赤纬；
根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，通过卡尔曼滤波算法将获取的所述星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息，具体包括：
根据获取的所述星敏感器姿态四元数，计算星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的星敏感姿态欧拉角；
将计算出的所述星敏感器姿态欧拉角和获取的所述陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角；
将得到的所述最优星敏感器姿态欧拉角转换为在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，将计算出的所述星敏感器姿态欧拉角和获取的所述陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角，具体包括：
根据计算出的所述星敏感器姿态欧拉角、获取的所述陀螺仪姿态角速率、已知的陀螺仪偏移及陀螺仪标度因数，通过角度测量模型得到星敏感器姿态欧拉角估计值；
根据得到的所述星敏感姿态欧拉角估计值，依据卡尔曼滤波算法计算卡尔曼增益；
根据计算出的所述卡尔曼增益与协方差预测方程，预测出最优星敏感器姿态欧拉角。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，根据解算出的所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向，具体包括：
根据采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，计算星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵；
根据将星敏感器坐标系下星敏感器光轴矢量转换到平台坐标系下星敏感器光轴矢量；
根据转换得到的平台坐标下星敏感器光轴矢量，得到当前望远镜光轴指向。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值，具体包括：
根据采集的所述目标星赤经和赤纬，计算在惯性坐标系下目标星位置矢量；
根据转换得到的在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵，以及计算出的星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵和在惯性坐标系下目标星位置矢量，计算在平台坐标系下目标星位置矢量；
将所述当前望远镜光轴指向对应的在平台坐标系下星敏感器光轴矢量和计算出的在平台坐标系下目标星位置矢量分别由笛卡尔坐标系转到球坐标系；
根据转换得到的在球坐标下星敏感器光轴矢量和目标星位置矢量，计算二维转台所需转动的方位角和俯仰角的目标值大小。
本发明实施例还提供了一种浮空平台望远镜指向获取装置，包括：
姿态获取模块，用于获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
姿态融合模块，用于通过卡尔曼滤波算法将获取的所述星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；
角度采集模块，用于采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
光轴指向获取模块，用于根据解算出的所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
优选地，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取装置中，还包括：
坐标采集模块，用于采集目标星赤经和赤纬；
修正值计算模块，用于根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
本发明实施例还提供了一种浮空平台望远镜指向获取设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法。
从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种浮空平台望远镜指向获取方法，包括：获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
本发明提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法相比于传统方法数学模型简单，计算量低，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。此外，本发明还针对浮空平台望远镜指向获取方法提供了相应的装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的浮空平台望远镜指向获取方法的流程图之一；
图2为本发明实施例提供的浮空平台望远镜指向获取方法的流程图之二；
图3为本发明实施例提供的浮空平台望远镜指向获取装置的结构示意图之一；
图4为本发明实施例提供的浮空平台望远镜指向获取装置的结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种浮空平台望远镜指向获取方法，如图1所示，包括以下步骤：
S101、获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
具体地，接收星敏感姿态四元数a1、a2、a3、a4；接收陀螺仪姿态角速率v1，v2，v3，负数用补码表示；
S102、通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；
S103、采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
S104、根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，根据星敏感器四元数和陀螺仪角速率，二维转台实时方位角和俯仰角，得到当前望远镜光轴指向，这样的方式相比于传统方法数学模型简单，计算量低，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。
进一步地，在具体实施时，对浮空平台成像载荷来说，成像探测器指向及稳定性决定了成像质量，为了使浮空器平台上的望远镜稳定指向目标星，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，如图2所示，还可以包括：
S105、采集目标星赤经和赤纬；
S106、根据采集的目标星赤经和赤纬和得到的当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
需要说明的是，步骤S105与步骤S103可同时进行，也可分开进行，在此不做限定。当前望远镜光轴指向，也就是当前望远镜光轴矢量，该矢量与星敏感器光轴矢量相同。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，步骤S102通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息，具体可以包括：首先，根据获取的星敏感器姿态四元数，计算星敏感器坐标系相对于惯性坐标系(如J2000惯性坐标系)的星敏感姿态欧拉角；然后，将计算出的星敏感器姿态欧拉角和获取的陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角；最后，将得到的最优星敏感器姿态欧拉角转换为在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵。
具体地，采用下述公式计算星敏感器坐标系相对于J2000惯性坐标系的星敏感姿态欧拉角：
Figure BDA0002770267470000061
Figure BDA0002770267470000071
Figure BDA0002770267470000072
Figure BDA0002770267470000073
Figure BDA0002770267470000074
其中，φ表示偏航角，θ表示俯仰角，Ψ表示横滚角。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，上述步骤中，将计算出的星敏感器姿态欧拉角和获取的陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角，具体可以包括：首先，根据计算出的星敏感器姿态欧拉角、获取的陀螺仪姿态角速率、已知的陀螺仪偏移及陀螺仪标度因数，通过角度测量模型得到星敏感器姿态欧拉角估计值；然后，根据得到的星敏感姿态欧拉角估计值，依据卡尔曼滤波算法计算卡尔曼增益；最后，根据计算出的卡尔曼增益与协方差预测方程，预测出最优星敏感器姿态欧拉角。
具体地，本发明实施例提供的卡尔曼滤波算法如下：
角度测量模型，状态矢量的更新值为：
Figure BDA0002770267470000075
其中，
Figure BDA0002770267470000076
表示偏航角估计值，
Figure BDA0002770267470000077
表示俯仰角估计值，
Figure BDA0002770267470000078
表示横滚角估计值；
Figure BDA0002770267470000079
Δ为陀螺仪标度因数；dt为积分时间，取值0.01s；Q1，Q2，Q3为陀螺仪漂移。
先验误差协方差阵的预测方程为：
Figure BDA00027702674700000710
Figure BDA00027702674700000711
其中，P1k，k-1，P2k，k-1，P3k，k-1分别是偏航角估计值，俯仰角估计值，横滚角估计值的协方差；P1k-1，P2k-1，P3k-1分别是上一次偏航角最优值，俯仰角最优值，横滚角最优值的协方差；
卡尔曼增益更新值为：
Figure BDA0002770267470000081
预测方程：
Figure BDA0002770267470000082
后验误差协方差阵的更新方程为：
Figure BDA0002770267470000083
接下来，将星敏感器与陀螺仪姿态融合后欧拉角转换为望远镜光轴在J2000惯性坐标系姿态矩阵：
Figure BDA0002770267470000084
其中，φ_，θ_，Ψ_为卡尔曼姿态融合后最优星敏感器姿态欧拉角。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，步骤S104根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向，具体可以包括：首先，根据采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，计算星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵；然后，根据将星敏感器坐标系下星敏感器光轴矢量转换到平台坐标系下星敏感器光轴矢量；最后，根据转换得到的平台坐标下星敏感器光轴矢量，得到当前望远镜光轴指向。
具体地，二位转台实时方位角为β，负数用补码表示；二位转台实时俯仰角为γ；
根据二维转台实时方位角β和俯仰角γ，计算星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵Rxp：
Rxp＝Rz(β1)Rx(γ1)
其中，
Figure BDA0002770267470000085
星敏感器坐标系下星敏感器光轴矢量转换到平台坐标系下星敏感器光轴矢量Vxp(望远镜光轴矢量与星敏感器光轴矢量相同):
Vxp＝Rxp[0 1 0]T。
进一步地，根据当前望远镜光轴姿态，进行指向计算后，可求出二维转台指向运动量引导值，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取方法中，步骤S106根据采集的目标星赤经和赤纬和得到的当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值，具体可以包括：首先，根据采集的目标星赤经和赤纬，计算在惯性坐标系下目标星位置矢量；然后，根据转换得到的在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵，以及计算出的星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵和在惯性坐标系下目标星位置矢量，计算在平台坐标系下目标星位置矢量；之后，将当前望远镜光轴指向对应的在平台坐标系下星敏感器光轴矢量和计算出的在平台坐标系下目标星位置矢量分别由笛卡尔坐标系转到球坐标系；最后，根据转换得到的在球坐标下星敏感器光轴矢量和目标星位置矢量，计算二维转台所需转动的方位角和俯仰角的目标值大小。
具体地，目标星赤经为α，赤纬为δ，负数用补码表示；
根据目标星赤经α、赤纬δ信息，采用下述公式计算J2000坐标系下目标星位置矢量Vmbj：
Figure BDA0002770267470000091
其中，
Figure BDA0002770267470000092
采用下述公式，将J2000坐标系下目标星位置矢量Vmbj转到平台坐标系下目标星位置矢量Vmbp：
Vmbp＝RxpR1 -1Vmbj
将平台坐标系下星敏感器光轴矢量Vxp和目标星位置矢量Vmbp由笛卡尔坐标系转到球坐标系：
Vxp＝[x1 y1 z1]
Vmbp[x2 y2 z2]
VXPQ＝[r1 azi1 ele1]
VMBQ＝[r2 azi2 ele2]
其中，Vxp是星敏感器在平台坐标系下的矢量在笛卡尔坐标系中的表示，Vmbp是目标星在平台坐标系下的矢量在笛卡尔坐标系中的表示；VXPQ是星敏感器在平台坐标系下的矢量在球坐标系中的表示，VMBQ是目标星在平台坐标系下的矢量在球坐标系中的表示。
笛卡尔坐标系到球坐标系转换关系如下：
Figure BDA0002770267470000101
Figure BDA0002770267470000102
Figure BDA0002770267470000103
其中，x，y，z是笛卡尔坐标系坐标，r，azi，ele是球坐标系坐标。
采用下述公式计算二维转台所需转动方位角和俯仰角目标值：
Figure BDA0002770267470000104
Figure BDA0002770267470000105
其中，Δazi表示二维转台需要转动方位角的目标值，Δele表示二维转台需要转动俯仰角的目标值。
最后，采用下述公式将计算得到二维转台所需要转动的方位角和俯仰角目标值做单位转换：
Figure BDA0002770267470000106
Figure BDA0002770267470000107
其中，azimuth表示浮空平台二维转台所需转动方位角目标值大小；elevation表示浮空平台二维转台所需转动俯仰角目标值大小，负数用补码表示。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种浮空平台望远镜指向获取装置，由于该装置解决问题的原理与前述一种浮空平台望远镜指向获取方法相似，因此该装置的实施可以参见浮空平台望远镜指向获取方法的实施，重复之处不再赘述。
在具体实施时，本发明实施例提供的浮空平台望远镜指向获取装置，如图3所示，具体包括：
姿态获取模块11，用于获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
姿态融合模块12，用于通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；
角度采集模块13，用于采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
光轴指向获取模块14，用于根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取装置中，可以通过上述四个模块的相互作用，简化计算量，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述浮空平台望远镜指向获取装置中，如图4所示，还包括：
坐标采集模块15，用于采集目标星赤经和赤纬；
修正值计算模块16，用于根据采集的目标星赤经和赤纬和得到的当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。
相应的，本发明实施例还公开了一种浮空平台望远镜指向获取设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现前述实施例公开的浮空平台望远镜指向获取方法。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
进一步地，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的浮空平台望远镜指向获取方法。
关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备、存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
本发明实施例提供的一种浮空平台望远镜指向获取方法，包括：获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；通过卡尔曼滤波算法将获取的星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率进行姿态融合，解算出当前望远镜光轴姿态信息；采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；根据解算出的望远镜光轴姿态信息，以及采集的浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。该方法相比于传统方法数学模型简单，计算量低，在嵌入式软件中易于实现，对于实际工程项目应用具有重要意义。此外，本发明还针对浮空平台望远镜指向获取方法提供了相应的装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得上述方法更具有实用性，该装置、设备及计算机可读存储介质具有相应的优点。
最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的浮空平台望远镜指向获取方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种浮空平台望远镜指向获取方法，其特征在于，包括：
获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
根据获取的所述星敏感器姿态四元数，计算星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的星敏感姿态欧拉角；
将计算出的所述星敏感器姿态欧拉角和获取的所述陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角；
将得到的所述最优星敏感器姿态欧拉角转换为在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵作为望远镜光轴姿态信息；
采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
根据所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
2.根据权利要求1所述的浮空平台望远镜指向获取方法，其特征在于，还包括：
采集目标星赤经和赤纬；
根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
3.根据权利要求2所述的浮空平台望远镜指向获取方法，其特征在于，将计算出的所述星敏感器姿态欧拉角和获取的所述陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角，具体包括：
根据计算出的所述星敏感器姿态欧拉角、获取的所述陀螺仪姿态角速率、已知的陀螺仪偏移及陀螺仪标度因数，通过角度测量模型得到星敏感器姿态欧拉角估计值；
根据得到的所述星敏感姿态欧拉角估计值，依据卡尔曼滤波算法计算卡尔曼增益；
根据计算出的所述卡尔曼增益与协方差预测方程，预测出最优星敏感器姿态欧拉角。
4.根据权利要求3所述的浮空平台望远镜指向获取方法，其特征在于，根据所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向，具体包括：
根据采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，计算星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵；
根据将星敏感器坐标系下星敏感器光轴矢量转换到平台坐标系下星敏感器光轴矢量；
根据转换得到的平台坐标下星敏感器光轴矢量，得到当前望远镜光轴指向。
5.根据权利要求4所述的浮空平台望远镜指向获取方法，其特征在于，根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值，具体包括：
根据采集的所述目标星赤经和赤纬，计算在惯性坐标系下目标星位置矢量；
根据转换得到的在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵，以及计算出的星敏感器坐标系相对于平台坐标系的姿态矩阵和在惯性坐标系下目标星位置矢量，计算在平台坐标系下目标星位置矢量；
将所述当前望远镜光轴指向对应的在平台坐标系下星敏感器光轴矢量和计算出的在平台坐标系下目标星位置矢量分别由笛卡尔坐标系转到球坐标系；
根据转换得到的在球坐标下星敏感器光轴矢量和目标星位置矢量，计算二维转台所需转动的方位角和俯仰角的目标值大小。
6.一种浮空平台望远镜指向获取装置，其特征在于，包括：
姿态获取模块，用于获取星敏感器姿态四元数和陀螺仪姿态角速率；
姿态融合模块，用于根据获取的所述星敏感器姿态四元数，计算星敏感器坐标系相对于惯性坐标系的星敏感姿态欧拉角；将计算出的所述星敏感器姿态欧拉角和获取的所述陀螺仪姿态角速率依据卡尔曼滤波算法进行姿态融合，得到最优星敏感器姿态欧拉角；将得到的所述最优星敏感器姿态欧拉角转换为在惯性坐标系下当前望远镜光轴的姿态矩阵作为望远镜光轴姿态信息；
角度采集模块，用于采集浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角；
光轴指向获取模块，用于根据所述望远镜光轴姿态信息，以及采集的所述浮空器平台上二维转台实时俯仰角和方位角，得到当前望远镜光轴指向。
7.根据权利要求6所述的浮空平台望远镜指向获取装置，其特征在于，还包括：
坐标采集模块，用于采集目标星赤经和赤纬；
修正值计算模块，用于根据采集的所述目标星赤经和赤纬和得到的所述当前望远镜光轴指向，计算浮空器平台上二维转台所需转动的方位角和俯仰角目标值并输出，以修正望远镜光轴指向。
8.一种浮空平台望远镜指向获取设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的浮空平台望远镜指向获取方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的浮空平台望远镜指向获取方法。
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