[发明专利]一种全电推进卫星平台位置保持电推力器冗余配置方法

说明书

一种全电推进卫星平台位置保持电推力器冗余配置方法，首先建立卫星背地板直角坐标系，然后在卫星背地板靠近南板一侧装配三台电推力器，靠近北板一侧装配三台电推力器，最后根据电推力器全部工作或者有电推力器故障的情况分别生成各个电推力器的工作区域，根据各个电推力器的工作区域进行点火，完成电推力器冗余配置方法。本发明方法通过配置六台电推力器联合完成卫星在轨期间的南北和东西位置保持以及动量卸载，可以有效降低全电推进卫星对推力器推力大小和寿命的需求，增加了全电推进卫星对电推力器的适应性，解决了单台主份推力器失效对应用策略复杂、推进剂消耗需求增大的问题，具有对单台推力器失效具有较好的适应性的优点。

技术领域

本发明涉及一种三轴稳定地球静止轨道卫星的电推力器布局方法，特别是一种全电推进卫星平台位置保持电推力器冗余配置方法，针对完全利用电推进完成转移轨道变轨任务、同步轨道姿态和轨道控制任务的全电推进卫星。

背景技术

电推力器以其高比冲省燃料的特点逐渐成为静止轨道卫星的标准配置，且电推力器功能从单一的位置保持任务逐渐扩展到轨道转移、位置保持以及角动量卸载等任务。全部采用电推进系统完成转移轨道变轨任务、同步轨道姿态和轨道控制任务的卫星平台一般称为全电推进卫星平台，全电推就卫星平台是当前地球静止轨道卫星平台的研究热点。

美国波音公司的BSS 702SP全电推卫星平台采用4台电推力器呈矩形构型安装在背地板与南北板相接位置，通过矢量调节机构可以精确调节电推力器指向，该构型兼顾了位置保持、角动量卸载以及轨道转移能力，是当前较为常见的电推力器构型。但是BSS702SP全电推卫星平台布局方案存在一个重要缺陷，即如果在寿命初期1台推力器发生故障，则备份的推力器工作时间要达到正常工作时间的2～3倍，有可能会超出推力器的许用工作寿命，因此针对上述问题，需要提出一种具有更高可靠性的全电推进卫星平台电推力器的冗余配置方案。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种全电推进卫星平台位置保持电推力器冗余配置方法，可以有效的解决现有的全电推进卫星平台中推力器发生故障时，降低工作寿命的问题。

本发明的技术解决方案是：一种全电推进卫星平台位置保持电推力器冗余配置方法，包括如下步骤：

(1)以卫星背地板中心为原心、以指向卫星北板的方向为Y轴正向、X轴指向符合右手定则建立卫星背地板直角坐标系，然后在卫星背地板靠近南板一侧装配三台电推力器，分别记为电推力器3、电推力器4、电推力器6，在卫星背地板靠近北板一侧装配三台电推力器，分别记为电推力器1、电推力器2、电推力器5；所述的电推力器3、电推力器4、电推力器6、电推力器1、电推力器2、电推力器5均配置推力方向调整机构，电推力器3、电推力器4相对于Y轴对称，电推力器1、电推力器2相对于Y轴对称，电推力器4、电推力器2关于X轴对称，电推力器1、电推力器3关于X轴对称，电推力器5、电推力器6关于原心点对称，电推力器6在X轴的坐标大于电推力器4在X轴的坐标且均为正数；

(2)将位置保持周期设为14天，当电推力器1、电推力器2、电推力器3、电推力器4正常时，在第1至第N-2天，每天令电推力器1在卫星赤经位于区域[90°-β1,90°]点火、电推力器2在卫星赤经位于区域[90°,90°+β₂]点火、电推力器3在卫星赤经位于区域[270°-β₁,270°]点火、电推力器4在卫星赤经位于区域[270°,270°+β₂]点火，在第N-1至第N天，在地面对卫星进行测轨，并规划下一个位置保持周期的β₁和β₂；其中