[发明专利]一种导航卫星复杂模型的热辐射力建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热辐射力建模方法，尤其涉及一种导航卫星复杂模型的热辐射力建模方法，属于飞行器设计技术领域。

背景技术

随着导航卫星精密定轨与轨道预报精度要求的提高，建立精确的卫星动力学模型成为工程需要。光压摄动作为目前导航卫星最主要的误差源，其精确度直接影响卫星的精密定轨与轨道预报。符合光压摄动机理的摄动源包括太阳光、卫星自身热辐射、地球返照光等。目前，国内外还没有针对卫星自身热辐射力进行精确建模的公开发表的研究。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种导航卫星复杂模型的热辐射力建模方法，提高了定轨精度和轨道预报精度。

本发明的技术解决方案是：一种导航卫星复杂模型的热辐射力建模方法，步骤如下：

（1）基于卫星本体坐标系，获取待分析卫星的表面三维模型，对卫星所有表面部件编号记为i，i为1，…，N；

（2）建立包括每个卫星表面部件的热辐射力分析数据库，每个表面部件的热辐射力信息包括：表面积A_i、热辐射率ε_i、表面部件的外法线在本体坐标系中三轴方向的单位矢量P_i=(x_i,y_i,z_i)^T；

（3）调用热辐射力分析数据库，计算所有表面部件在所处工况下的热辐射力；

对于只有一个面暴露在空间环境的表面部件，其热辐射力F_thermal：

Fthermal=-2σ(ϵiAiTi4-ϵ0AiT04)3c]]>

式中，ε_i，A_i，T_i分别为第i个表面部件的热辐射率、表面积、所处环境下的平均温度；

ε₀为卫星所处空间环境的热辐射率，取ε₀=1；

T₀为空间环境温度，取T₀=4K；

σ为斯特藩-玻尔兹曼常数，取σ=5.6699×10^-8Wm^-2K^-4；

c为光速，取c=3×10⁸m/s²；

对于两面都处于空间环境的表面部件，其热辐射力F_thermal：