[发明专利]一种卫星姿态稳定控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及航天测量与控制技术领域，具体的说，是一种适用于微小卫星的兼有偏置动量以及零动量稳定模式的卫星姿态稳定控制方法及装置。

背景技术

目前，卫星姿态稳定方式主要有偏置动量稳定和零动量稳定两种成熟方式。偏置动量稳定模式在一个方向上具有定轴性，因而具备较强的干扰抑制能力，同时，偏置动量稳定模式具有配置简单、可靠性高的特点；零动量稳定模式不具有陀螺定轴性，通常用于三轴稳定控制阶段，具有控制精度高的特点。

现有在轨飞行卫星姿态稳定方式均为单一稳定方式，或为偏置动量稳定模式、或为零动量稳定模式，不具有不同稳定模式之间相互切换的功能。若仅使用偏置动量稳定模式，无法实现任务观测期间大角度机动及高精度控制要求；若仅使用零动量稳定模式，不具有抗干扰能力，在突发大干扰情况下，容易丢失姿态基准。因此，现有技术不具有灵活的稳定方式，不再适用于如今卫星复杂的任务要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种卫星姿态稳定控制方法及装置，其能够兼具偏置稳定能力和零动量稳定能力，并能够在偏置稳定和零动量稳定之间自由切换。

为实现上述目的，本发明提供了卫星姿态稳定控制方法，包括以下步骤：（1）获取卫星姿态当前稳定模式，其中，所述当前稳定模式为零动量稳定模式或偏置动量稳定模式的其中之一；（2）接收地面根据任务需求发送的切换指令，所述切换指令包含需执行的稳定模式的切换信息，所述需执行的稳定模式为零动量稳定模式或偏置动量稳定模式的其中之一；（3）判断所述需执行的稳定模式与所述当前稳定模式是否相同，若不同则执行步骤（4）；（4）将所述当前稳定模式切换为所述需执行的稳定模式，进行卫星姿态稳定控制。

步骤（2）中进一步包括：（21）分析当前任务需求并生成包含需执行的稳定模式的切换信息的切换指令；（22）发送切换指令，其中，若需要对卫星进行大角度姿态收敛控制，则发送切换至偏置动量稳定模式的切换指令；若需要对卫星进行控制精度和指向稳定度控制，则发送切换至零动量稳定模式的切换指令。

进一步，所述偏置动量稳定模式包括：使卫星获得俯仰方向的陀螺定轴性，同时在滚动偏航通道具备干扰抑制能力，以对卫星进行大角度姿态收敛控制。

进一步，所述零动量稳定模式包括：引入星敏感器、光纤陀螺作为姿态敏感器，引入反作用飞轮作为执行部件，以控制卫星精度和指向稳定度。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种卫星姿态稳定控制装置，包括：一获取模块，用于获取卫星姿态当前稳定模式，其中，所述当前稳定模式为零动量稳定模式或偏置动量稳定模式的其中之一；一接收模块，用于接收地面根据任务需求发送的切换指令，所述切换指令包含需执行的稳定模式的切换信息，所述需执行的稳定模式为零动量稳定模式或偏置动量稳定模式的其中之一；一判断模块分别与所述获取模块、接收模块以及一切换模块相连，用于判断所述接收模块接收到的需执行的稳定模式与所述获取模块所获取的当前稳定模式是否相同，若不同则调用所述切换模块；所述切换模块，用于将所述当前稳定模式切换为所述需执行的稳定模式，进行卫星姿态稳定控制。

所述装置进一步包括：一分析模块，用于分析当前任务需求并生成包含需执行的稳定模式的切换信息的切换指令；一发送模块与所述分析模块以及所述接收模块相连，用于发送切换指令，其中，若需要对卫星进行大角度姿态收敛控制，则发送切换至偏置动量稳定模式的切换指令；若需要对卫星进行控制精度和指向稳定度控制，则发送切换至零动量稳定模式的切换指令。

进一步，所述偏置动量稳定模式包括：使卫星获得俯仰方向的陀螺定轴性，同时在滚动偏航通道具备干扰抑制能力，以对卫星进行大角度姿态收敛控制。

进一步，所述零动量稳定模式包括：引入星敏感器、光纤陀螺作为姿态敏感器，引入反作用飞轮作为执行部件，以控制卫星精度和指向稳定度。

本发明的优点在于：根据地面发出指令，实现偏置动量稳定和零动量稳定模式间自由切换，通过引入地面干预，在不同的情况下使用不同的稳定模式，提高控制系统灵活性，节省整星资源，充分发挥不同稳定方式的优势，使姿控系统更加适用于如今复杂的控制任务要求，因此，有较好的工程应用前景和推广价值。

附图说明

图1，本发明所述的一种卫星姿态稳定控制方法的流程图；

图2，本发明所述的一种卫星姿态稳定控制装置的架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种卫星姿态稳定控制方法及装置的具体实施方式做详细说明。