基于光学自准直的星载光学陀螺组件姿态引出方法

摘要

本发明属于光学测量领域，具体公开了基于光学自准直的星载光学陀螺组件姿态引出方法，本发明通过：1.建立光学陀螺敏感轴约束坐标系；2.固定陀螺组件安装基座工装及调整自准直仪；3.确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系、光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影；4.确定光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系，实现星载光学陀螺组件姿态引出的校正。本发明充分利用了光学陀螺组件自身输出的高精度测量信息，操作简单、耗时短；在陀螺敏感轴约束坐标系下实现陀螺组件姿态信息的引出，不需要借助高精度三轴转台坐标系或者标准六面体坐标系作为过渡坐标系，避免了减振器形变带来的影响。

说明书

技术领域

本发明属于光学测量领域，特别涉及一种基于光学自准直的星载光学陀螺组件姿态引出方法。

背景技术

光学陀螺具有全固态、可靠性好、使用寿命长及测量精度高的优点，在各类卫星上得到了广泛应用。光学陀螺构成的系统组件可以测量卫星的姿态变化，既可以为卫星姿态控制系统提供所需信息，也可以为卫星上的其它载荷提供姿态基准信息。

光学陀螺组件为卫星载荷提供姿态基准信息的时候，需要通过光学基准镜引出陀螺组件的姿态。由于安装误差的存在，光学基准镜的镜面坐标系与光学陀螺组件自身的坐标系并不一致，需要校正陀螺组件与光学基准镜之间的安装关系进而实现高精度的姿态引出。传统的方法需要将高精度三轴转台坐标系或者标准六面体坐标系作为过渡坐标系，将陀螺组件的安装误差标定到此过渡坐标系下，进而以过渡坐标系为基准，通过标定光学基准镜与过渡坐标系之间的安装关系以引出陀螺组件姿态。因此，在标定陀螺组件与光学基准镜之间的安装关系过程中，通常需要借助高精度三轴转台、标准六面体、陀螺经纬仪、北向基准等设备来完成标定，操作繁琐、误差源多、耗时较长。另外，在过渡坐标系下标定陀螺组件的安装误差过程中还会受陀螺组件减振器形变的影响，增加了新的误差源，进一步影响陀螺组件姿态引出精度。针对以上的问题，有必要寻找一种操作简单、耗时较短、精度高的光学陀螺组件姿态引出校正方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：不依赖于高精度三轴转台、陀螺经纬仪、北向基准，仅使用一般的单轴速率转台和自准直仪，并充分利用光学陀螺组件自身输出的高精度信息，达到校正陀螺组件与光学基准镜之间安装关系的目的，并且操作要简单、耗时要短；此外，要解决陀螺敏感轴约束坐标系下陀螺组件姿态信息的引出问题，不需要借助高精度三轴转台坐标系或者标准六面体坐标系作为过渡坐标系，避免减振器形变带来的影响。通过解决以上两个关键技术问题，实现陀螺组件高精度姿态引出。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：

基于光学自准直的星载光学陀螺组件姿态引出方法，包括以下步骤：

(1)建立光学陀螺敏感轴约束坐标系，其中以X陀螺敏感轴ox_g为约束坐标系的x_b轴，约束坐标系的y_b轴在X陀螺敏感轴ox_g与Y陀螺敏感轴oy_g构成的平面内，约束坐标系的z_b轴与x_b轴、y_b轴构成右手正交坐标系，并将光学陀螺敏感轴约束坐标系作为光学陀螺组件的体坐标系；

(2)将光学陀螺组件固定到安装基座工装上，然后将安装基座工装固定到调平后的单轴速率转台上，进而将光学基准镜固定到光学陀螺组件的中心位置，其中，光学基准镜为立方镜，最后定义光学基准镜的坐标系，光学基准镜坐标系定义为：以光学基准镜的一个侧面的法线为x_p轴，以与其相邻的侧面、顶面的法线为y_p轴、z_p轴，并且x_p轴、y_p轴、z_p轴构成右手正交坐标系；

(3)确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影，包括以下步骤：

(3.1)光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影u^p，包括以下步骤：

(3.1.1)首先控制单轴速率转台回归零位，然后将自准直仪放到水平台上，进而调节水平台的高度及自准直仪的光轴；

(3.1.2)使自准直仪瞄准光学基准镜垂直于x_p轴法线的镜面，然后进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₁；

(3.1.3)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k，然后静止30s，继而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k，然后静止30s，进而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转180°，然后保持静止不动，并再次利用自准直仪进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₂；此外，以上所述的k值为正整数，且其取值范围为3≤k≤7；并且单轴速率转台绕旋转轴旋转过程中需要记录保存光学陀螺组件的输出值；

(3.1.4)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转90°，此时自准直仪瞄准光学基准镜垂直于y_p轴法线的镜面，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₃；保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针继续旋转180°，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₄；最后，控制单轴速率转台回归零位；

(3.1.5)重复步骤(3.1.2)～(3.1.4)两次，其中，第一次重复以上所述步骤时，步骤(3.1.2)中得到的俯仰角读数记为θ₁′，步骤(3.1.3)中得到的俯仰角读数记为θ₂′，(3.1.4)中得到的俯仰角读数分别记为θ₃′、θ₄′；第二次重复以上所述步骤时，步骤(3.1.2)中得到的俯仰角读数记为θ₁″，步骤(3.1.3)中得到的俯仰角读数记为θ₂″，步骤(3.1.4)中得到的俯仰角读数分别记为θ₃″、θ₄″；

(3.1.6)确定光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，单轴速率转台旋转轴矢量与光学基准镜坐标系的x_p轴、y_p轴、z_p轴的夹角，其中，单轴速率转台旋转轴矢量与x_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与y_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与z_p轴的夹角为因此，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影u^p为u^p＝[α₁>1>1]^T；

(3.2)光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影e^p，包括以下步骤：

(3.2.1)首先将光学陀螺组件的安装基座工装绕x_p轴逆时针旋转90°，并将安装基座工装固定到调平后的单轴速率转台上，此时光学基准镜的法线y_p轴朝向天向；

(3.2.2)调节自准直仪的光轴，使得自准直仪瞄准光学基准镜垂直于x_p轴法线的镜面，最后进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₅；

(3.2.3)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k，然后静止30s，继而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k，然后静止30s，进而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转180°，然后保持静止不动，并再次利用自准直仪进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₆；此外，以上所述的k值为正整数，且其取值范围为3≤k≤7；并且单轴速率转台绕旋转轴旋转过程中需要记录保存光学陀螺组件的输出值；

(3.2.4)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转90°，此时自准直仪瞄准光学基准镜垂直于z_p轴法线的镜面，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₇；最后，控制单轴速率转台回归零位；

(3.2.5)重复步骤(3.2.2)～(3.2.4)两次，其中，第一次重复以上所述步骤时，步骤(3.2.2)中得到的俯仰角读数记为θ₅′，步骤(3.2.3)中得到的俯仰角读数记为θ₆′，(3.2.4)中得到的俯仰角读数记为θ₇′；第二次重复以上所述步骤时，步骤(3.2.2)中得到的俯仰角读数记为θ₅″，步骤(3.2.3)中得到的俯仰角读数记为θ₆″，(3.2.4)中得到的俯仰角读数记为θ₇″；

(3.2.6)确定光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台旋转轴矢量与光学基准镜坐标系的x_p轴、y_p轴、z_p轴的夹角，其中，单轴速率转台旋转轴矢量与x_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与z_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与y_p轴的夹角为因此光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影e^p为e^p＝[α₂>2>2]^T；

(4)确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.1)光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.1.1)步骤(3.1.3)中单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台逆时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新，其中q为姿态四元数，为旋转角速度，且双子样姿态算法采用如下所述更新方式：

且有

其中，分别表示t_k-1、t_k时刻的姿态四元数，σ为[t_k-1,t_k-1]时间段△t内的旋转矢量，σ为σ的模值，△θ₁、△θ₂分别表示旋转角速度在时间段和时间段内所对应的角增量；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台逆时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定逆时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u⁺表示为：

其中，表示姿态四元数第2至第4个分量组成的矢量，‘||’表示矢量模值；

(4.1.2)步骤(3.1.3)中单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台顺时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台顺时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定顺时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u^-表示为：

(4.1.3)根据步骤(4.1.1)、(4.1.2)求得的u⁺、u^-来确定光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u^b为：

(4.2)光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.2.1)步骤(3.2.3)中单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台逆时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台逆时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定逆时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e⁺表示为：

(4.2.2)步骤(3.2.3)中单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台顺时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台顺时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定顺时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e^-表示为：

(4.2.3)根据步骤(4.2.1)、(4.2.2)求得的e⁺、e^-来确定光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e^b为：

(5)确定光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系其中，进而当光学陀螺组件姿态信息需要引出时即可校正光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系实现高精度姿态信息引出。

作为本发明的进一步改进，单轴速率转台的旋转角速度为10°/s。

作为本发明的进一步改进，单轴速率转台绕旋转轴逆时针和顺时针旋转360°k时，k取值均为6。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明不依赖于高精度三轴转台、陀螺经纬仪、北向基准，仅使用一般的单轴速率转台和自准直仪，能够充分利用光学陀螺组件自身输出的高精度测量信息，并且操作简单、耗时短；

(2)在陀螺敏感轴约束坐标系下实现陀螺组件姿态信息的引出，不需要借助高精度三轴转台坐标系或者标准六面体坐标系作为过渡坐标系，避免了减振器形变带来的影响。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图；

图2为光学陀螺敏感轴约束坐标系示意图；

图3为本发明实施例的示意图。

附图标号：

1-单轴速率转台，2-光学陀螺组件，3-光学基准镜，4-自准直仪。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明涉及的基于光学自准直的星载光学陀螺组件姿态引出方法，通过以下步骤：建立光学陀螺敏感轴约束坐标系，固定陀螺组件安装基座工装及调整自准直仪，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系、光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，确定光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系，实现星载光学陀螺组件姿态引出的校正。

结合具体应用实例，本发明的具体步骤为：

(1)如图2所示，建立光学陀螺敏感轴约束坐标系，其中以X陀螺敏感轴ox_g为约束坐标系的x_b轴，约束坐标系的y_b轴在X陀螺敏感轴ox_g与Y陀螺敏感轴oy_g构成的平面内，约束坐标系的z_b轴与x_b轴、y_b轴构成右手正交坐标系，并将光学陀螺敏感轴约束坐标系作为光学陀螺组件的体坐标系；

(2)将光学陀螺组件固定到安装基座工装上，然后将安装基座工装固定到调平后的单轴速率转台上，进而将光学基准镜固定到光学陀螺组件的中心位置，其中，光学基准镜为立方镜，最后定义光学基准镜的坐标系，光学基准镜坐标系定义为：以光学基准镜的一个侧面的法线为x_p轴，以与其相邻的侧面、顶面的法线为y_p轴、z_p轴，并且x_p轴、y_p轴、z_p轴构成右手正交坐标系(图3所示)；

(3)确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影，包括以下步骤：

(3.1)光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影u^p，包括以下步骤：

(3.1.1)首先控制单轴速率转台回归零位，然后将自准直仪放到水平台上，进而调节水平台的高度及自准直仪的光轴(图3所示)；

(3.1.2)使自准直仪瞄准光学基准镜垂直于x_p轴法线的镜面，然后进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₁；

(3.1.3)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k，然后静止30s，继而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k，然后静止30s，进而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转180°，然后保持静止不动，并再次利用自准直仪进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₂；此外，以上所述的k值为正整数，且其取值范围为3≤k≤7，本实施例中k取值为6；并且单轴速率转台绕旋转轴旋转过程中需要记录保存光学陀螺组件的输出值；

(3.1.4)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转90°，此时自准直仪瞄准光学基准镜垂直于y_p轴法线的镜面，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₃；保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针继续旋转180°，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₄；最后，控制单轴速率转台回归零位；

(3.1.5)重复步骤(3.1.2)～(3.1.4)两次，其中，第一次重复以上所述步骤时，步骤(3.1.2)中得到的俯仰角读数记为θ₁′，步骤(3.1.3)中得到的俯仰角读数记为θ₂′，(3.1.4)中得到的俯仰角读数分别记为θ₃′、θ₄′；第二次重复以上所述步骤时，步骤(3.1.2)中得到的俯仰角读数记为θ₁″，步骤(3.1.3)中得到的俯仰角读数记为θ₂″，步骤(3.1.4)中得到的俯仰角读数分别记为θ₃″、θ₄″；

(3.1.6)确定光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，单轴速率转台旋转轴矢量与光学基准镜坐标系的x_p轴、y_p轴、z_p轴的夹角，其中，单轴速率转台旋转轴矢量与x_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与y_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与z_p轴的夹角为因此，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影u^p为u^p＝[α₁>1>1]^T；

(3.2)光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影e^p，包括以下步骤：

(3.2.1)首先将光学陀螺组件的安装基座工装绕x_p轴逆时针旋转90°，并将安装基座工装固定到调平后的单轴速率转台上，此时光学基准镜的法线y_p轴朝向天向；

(3.2.2)调节自准直仪的光轴，使得自准直仪瞄准光学基准镜垂直于x_p轴法线的镜面，最后进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₅；

(3.2.3)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k，然后静止30s，继而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k，然后静止30s，进而控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转180°，然后保持静止不动，并再次利用自准直仪进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₆；此外，以上所述的k值为正整数，且其取值范围为3≤k≤7，本实施例中k取值为6；并且单轴速率转台绕旋转轴旋转过程中需要记录保存光学陀螺组件的输出值；

(3.2.4)保持自准直仪静止不动，控制单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转90°，此时自准直仪瞄准光学基准镜垂直于z_p轴法线的镜面，继而进行自准直读数，得到俯仰角读数θ₇；最后，控制单轴速率转台回归零位；

(3.2.5)重复步骤(3.2.2)～(3.2.4)两次，其中，第一次重复以上所述步骤时，步骤(3.2.2)中得到的俯仰角读数记为θ₅′，步骤(3.2.3)中得到的俯仰角读数记为θ₆′，(3.2.4)中得到的俯仰角读数记为θ₇′；第二次重复以上所述步骤时，步骤(3.2.2)中得到的俯仰角读数记为θ₅″，步骤(3.2.3)中得到的俯仰角读数记为θ₆″，(3.2.4)中得到的俯仰角读数记为θ₇″；

(3.2.6)确定光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台旋转轴矢量与光学基准镜坐标系的x_p轴、y_p轴、z_p轴的夹角，其中，单轴速率转台旋转轴矢量与x_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与z_p轴的夹角为单轴速率转台旋转轴矢量与y_p轴的夹角为因此光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学基准镜坐标系中的投影e^p为e^p＝[α₂>2>2]^T；

(4)确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.1)光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.1.1)步骤(3.1.3)中单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台逆时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新，其中q为姿态四元数，为旋转角速度，且双子样姿态算法采用如下所述更新方式：

且有

其中，分别表示t_k-1、t_k时刻的姿态四元数，σ为[t_k-1,t_k-1]时间段△t内的旋转矢量，σ为σ的模值，△θ₁、△θ₂分别表示旋转角速度在时间段和时间段内所对应的角增量；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台逆时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定逆时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u⁺表示为：

其中，表示姿态四元数第2至第4个分量组成的矢量，‘||’表示矢量模值；

(4.1.2)步骤(3.1.3)中单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台顺时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台顺时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定顺时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u^-表示为：

(4.1.3)根据步骤(4.1.1)、(4.1.2)求得的u⁺、u^-来确定光学基准镜的法线z_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影u^b为：

(4.2)光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，确定单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，包括以下步骤：

(4.2.1)步骤(3.2.3)中单轴速率转台绕旋转轴逆时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台逆时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台逆时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定逆时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e⁺表示为：

(4.2.2)步骤(3.2.3)中单轴速率转台绕旋转轴顺时针旋转360°k时，根据此过程中记录保存的光学陀螺组件的输出值解算此时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影，解算方法如下所述：

首先，确定以上过程中单轴速率转台顺时针旋转开始t₀时刻光学陀螺组件的初始姿态四元数为：

其次，根据姿态四元数微分方程采用双子样姿态算法对姿态四元数进行更新；

继而，根据姿态四元数微分方程解算得到单轴速率转台顺时针旋转结束t_end时刻光学陀螺组件的姿态四元数

最后，确定顺时针旋转时单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e^-表示为：

(4.2.3)根据步骤(4.2.1)、(4.2.2)求得的e⁺、e^-来确定光学基准镜的法线y_p轴朝向天向时，单轴速率转台的旋转轴矢量在光学陀螺敏感轴约束坐标系中的投影e^b为：

(5)确定光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系其中，进而当光学陀螺组件姿态信息需要引出时即可校正光学陀螺敏感轴约束坐标系与光学基准镜坐标系之间的安装关系实现高精度姿态信息引出。

此外，以上各步骤中单轴速率转台的旋转角速度均为10°/s。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。