[发明专利]一种中高轨道卫星处置月亮干扰红外地球敏感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中高轨道卫星在捕获地球过程中月亮干扰红外地球敏感器的判断及处理方法，适用于使用单地平摆动扫描式红外地球敏感器的中高轨道卫星。

背景技术

单地平摆动扫描式红外地球敏感器配置四个扫描探头，探头位置如图3所示，四个探头通过敏感地球与背景空间在红外波段的辐射梯度来确定探头穿越点的位置，并以此确定地球圆盘中心矢量在卫星本体坐标系中的位置，从而确定卫星的滚动和俯仰姿态角。作为一种光学测量仪器，地球敏感器工作时其探头难免会受到其他光源的干扰，造成探头的错误输出。其中月亮是地球敏感器探头的主要干扰源之一，使用时需对探头被干扰的情况进行预报。目前同步轨道卫星和中轨道（轨道高度约20000km）卫星分别使用两种适用于不同地球张角的红外地球敏感器。

中高轨道卫星根据遥控指令从太阳捕获模式转入地球捕获模式，并根据地面注入地球捕获参数，建立姿态偏置和绕斜轴转动的慢旋角速度（0.5°/s），进行地球捕获。

在使用地敏的中高轨道卫星搜索地球以建立对地指向姿态的过程中，可能会发生月亮进入地球敏感器视场并产生EP信号（地球出现信号），进而误转入地球指向模式，造成在地球指向模式中丢失EP信号，卫星再次转入搜索太阳建立太阳指向姿态的风险。在搜索地球的过程中，卫星以一定角速度旋转，而非保持标称姿态。在姿态机动时，难以对月亮在地球敏感器视场中出现的准确时刻进行预报。

目前的高轨道卫星采用选择条件最优的发射窗口，调整发射时机，以规避捕获地球期间月亮对地球敏感器探头干扰的可能。导航卫星由于组批密集发射，在发射窗口的选择上有更多的约束条件，无法将避开捕获地球期间月亮干扰作为窗口选择的约束条件。因此导航卫星捕获地球时必须考虑月亮干扰地球敏感器探头的可能性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种中高轨道卫星处置月亮干扰红外地球敏感器的方法，使卫星进行地球捕获时可以正确地辨别进入地敏视场的是月亮还是地球，并在确定搜索到地球时，使卫星安全可靠的转入对地指向姿态运行，扩大了卫星发射窗口的选择范围以及提高了卫星转移轨道工作的安全性。

本发明的技术解决方案是：

一种中高轨道卫星处置月亮干扰红外地球敏感器的方法，其步骤如下：

（1）根据下面两个条件判断在捕获地球过程中月亮是否会进入地球敏感器视场：

①θ_SM>120°；②|θ_SE-θ_SM|<a

其中，θ_SE为太阳-卫星-地球的夹角，θ_SM为太阳-卫星-月亮的夹角，a为月亮进入地球敏感器X方向视场的槛值；

若同时满足上述两个条件①和②，则卫星在捕获地球过程中月亮进入地球敏感器视场并进入步骤（2），否则卫星在捕获地球过程中月亮不进入地球敏感器视场直接进入步骤（6）；

（2）若根据步骤（1）判断卫星在捕获地球过程中发生月亮进入地球敏感器视场，则根据条件③判断卫星捕获到地球并转入地球指向模式运行时，月亮是否会干扰地球敏感器的探头：

④θ_ME<c

其中，θ_ME为月亮-卫星投影-地球的夹角，c为月亮进入地球敏感器Y方向视场的槛值；

若满足条件③，则在卫星捕获到地球并转入地球指向模式运行时，月亮肯定会干扰地球敏感器探头，应调整地球捕获开始时间，使条件③不满足；若不满足条件③，则月亮有可能会干扰地球敏感器探头，则进入步骤（3）；

（3）预估月亮对地球敏感器探头的干扰情况及地球敏感器姿态角输出，A₁、A₂为地球敏感器探头扫描范围槛值：

若A₂<θ_SE-θ_SM<A₁，则：

5)月亮先干扰地球敏感器探头4，干扰发生时地球敏感器输出的滚动角负饱和，俯仰角正饱和；

6)之后地球敏感器恢复为无姿态输出，无EP信号；

7)之后月亮干扰地球敏感器探头3，干扰发生时地球敏感器输出的滚动角和俯仰角均正饱和；

8)干扰地球敏感器期间EP信号出现，干扰引起的姿态角输出持续时间小于20s；

若-A₂<θ_SE-θ_SM<A₂，则：