[发明专利]一种倾斜轨道卫星偏航机动时机判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星控制技术，具体涉及一种倾斜轨道卫星偏航机动时机判断方法。

背景技术

倾斜轨道卫星在轨光照情况复杂是卫星研制的难点。通过设计自主偏航机动控制策略，可以实现卫星对倾斜轨道复杂光照条件的适应。卫星在轨进行自主偏航机动的关键是选择正确的、合理的偏航机动时机来启动偏航机动。选择偏航机动时机的过程就是判断各项约束条件是否满足的过程。因此必须综合分析影响偏航机动的各项约束条件，合理选择偏航机动时机，既要确保不会错过机动窗口，又要确保偏航机动能够顺利进行，还要确保机动过程对卫星执行任务产生的不利影响最小。

发明内容

本发明提供一种倾斜轨道卫星偏航机动时机判断方法，使星载软件正确、合理地时刻启动偏航机动。

为实现上述目的，本发明提供一种倾斜轨道卫星偏航机动时机判断方法，其特点是，该方法包含：

确定倾斜轨道卫星偏航机动的约束条件，以及各约束条件的判断阈值；

根据约束条件及其判断阈值来判断偏航机动的时机。

上述倾斜轨道卫星偏航机动的约束条件包含：太阳高度角约束、星体当前偏航姿态约束、太阳相对星体运动方向约束、地影区约束、帆板约束、飞轮转速约束、整星状态约束、纬度约束，以及星上载荷任务要求产生的约束。

根据上述约束条件满足所需时间将约束条件分为机动时机约束和机动准备约束；判断约束条件满足的等待时间是否大于一个轨道周期，若是，则该约束条件为机动时机约束，如否，则该约束条件为机动准备约束；

机动时机约束达到并且机动准备约束完成，则启动偏航机动控制；

上述太阳高度角约束、星体当前偏航姿态约束和太阳相对星体运动方向约束与机动时机选择相关，称之为机动时机约束；

上述地影区约束、帆板约束、飞轮转速约束、整星状态约束、纬度约束，及星上载荷任务要求产生的约束与机动启动时刻选择相关，称之为机动准备约束。

上述机动时机约束的判断卫星偏航机动启动的阈值包含：

上述太阳高度角约束为：太阳高度角处于机动窗口内；

上述星体当前偏航姿态约束为：

当太阳高度角范围在0°至40°，且星体当前偏航姿态不为0°；

当太阳高度角范围在40°至90°，且星体当前偏航姿态不为-90°；

当太阳高度角范围在0°至-40°，且星体当前偏航姿态不为180°；

当太阳高度角范围在-40°至-90°，且星体当前偏航姿态不为90°；

上述太阳相对星体运动方向约束为：太阳高度角由正变负时卫星进行0°至180°的偏航机动，太阳高度角由负变正时卫星进行180°至0°的偏航机动。

上述太阳高度角在-2°至2°，则基于太阳相对星体运动方向约束判断卫星偏航机动时机具体包含：

当太阳高度角范围在0°至2°，星体当前偏航姿态为0°，太阳相对星体运动方向为1，则判断卫星偏航机动时机未达到；

当太阳高度角范围在0°至2°，星体当前偏航姿态为0°，太阳相对星体运动方向为-1，则判断卫星偏航机动时机达到；

当太阳高度角范围在0°至2°，星体当前偏航姿态为180°，太阳相对星体运动方向为1，则判断卫星偏航机动时机达到；

当太阳高度角范围在0°至2°，星体当前偏航姿态为180°，太阳相对星体运动方向为-1，则判断卫星偏航机动时机未达到；

当太阳高度角范围在-2°至0°，星体当前偏航姿态为0°，太阳相对星体运动方向为1，则判断卫星偏航机动时机未达到；

当太阳高度角范围在-2°至0°，星体当前偏航姿态为0°，太阳相对星体运动方向为-1，则判断卫星偏航机动时机达到；

当太阳高度角范围在-2°至0°，星体当前偏航姿态为180°，太阳相对星体运动方向为1，则判断卫星偏航机动时机达到；

当太阳高度角范围在-2°至0°，星体当前偏航姿态为180°，太阳相对星体运动方向为-1，则判断卫星偏航机动时机未达到。

上述机动准备约束的判断卫星偏航机动启动的阈值包含：

上述帆板约束为处于停转状态；

上述地影区约束为卫星进入地影区；

上述飞轮转速约束为偏航轴飞轮转速低于200rpm；

上述纬度约束为卫星进入南纬60°至75°区域。

上述星上载荷任务要求产生的约束与整星状态约束判断卫星偏航机动启动的条件为：地面命令允许卫星自主机动。