[发明专利]一种适用于地球静止轨道卫星平台的近地点变轨方法

说明书

一种适用于静止轨道卫星平台的近地点变轨方法，利用地球敏感器、惯性姿态陀螺、变轨发动机，在静止轨道卫星发射后入轨高度不足的情况下，实施近地点的卫星变轨。首先在远地点附近捕获地球，通过转入对地姿态并获取陀螺罗标定结果的方式激活地球敏感器，依靠向控制计算机注入漂移补偿值控制卫星工作模式的变化，达到卫星在静止轨道中的连续变轨。该方法克服了现有变轨技术推进剂消耗过多，卫星近地点姿态确定困难的问题，能够较容易的建立点火姿态，具有全天球捕获能力，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种适用于地球静止轨道卫星平台的近地点变轨方法，属于卫星控制领域。

背景技术

在现有技术的地球静止轨道卫星平台的发射任务中，没有配置星敏感器的景致轨道卫星在发射后未进入预定轨道的情况下，高度低于近地点，不满足地球敏感器使用高度限制时，卫星的远地点变轨实现非常困难，无法实现正确的点火推进变轨。

在以往国内外的发射任务中，由于火箭故障未能将卫星送入预定轨道的情况时有发生。如2009年发射的印尼Palapa-D卫星，由于火箭故障，远地点只有2.1万公里，经过实施多次近地点变轨策略，才实现定点。此次CHINASAT-9A卫星发射，火箭仅仅将卫星送入了近地点高度为200km，远地点高度为16400km的轨道，远远低于预定轨道高度。如果卫星不能及时进入静止轨道，则无法开展正常业务，将会造成巨大的经济损失。与Palapa-D卫星不同，CHINASAT-9A卫星没有配置星敏感器，这给卫星近地点姿态确定带来了很大困难。

在火箭未将卫星送入预定轨道情况下，卫星可利用自身的变轨发动机将其送入地球静止轨道，但卫星需额外消耗更多的推进剂。这将对卫星的使用寿命造成显著影响。同时，在近地点变轨时，未装配星敏感器的卫星，不具有全天球的捕获能力，建立点火姿态非常困难，变轨操作容易出现点火失败导致变轨失败。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对没有配置星敏感器或星敏感器发生故障的静止轨道卫星，在其发射后未进入预定轨道情况下，提供一种适用于静止轨道卫星平台的近地点变轨方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种适用于地球静止轨道卫星平台的近地点变轨方法，本方法运行步骤如下：

(1)控制卫星转入地球搜索模式，在地球搜索模式下进行陀螺漂移标定，确定陀螺常值漂移，控制卫星向远地点轨道升高；

(2)当卫星达到地球敏感器可用的轨道弧段高度后进行地球搜索；

(3)地球敏感器搜索到地球信号后，控制卫星工作模式转入地球指向模式；

(4)卫星转入地球指向模式后进行陀螺漂移标定，完成标定后比较并记录地面陀螺漂移标定结果、地球搜索模式陀螺标定结果和地球指向模式陀螺标定结果；

(5)控制卫星本体调整至轨道平面内指定位置，所述指定位置为以卫星质心为中心，X轴指向卫星星体纵轴，Z轴指向卫星运动时面向地球的方向，Y轴按右手正交定则定义建立的坐标系的XOZ平面与轨道平面平行位置；

(6)注入陀螺漂移补偿值，将卫星工作模式转入全陀螺地球指向模式，卫星继续向远地点轨道升高；

(7)在卫星到达远地点前，进行俯仰姿态偏置，建立点火姿态；

(8)卫星沿轨道向近地点运动，到达近地点轨道附近时再次注入陀螺漂移补偿值；

(9)将卫星工作模式转入全陀螺远地点模式，卫星推进装置点火工作；

(10)点火结束后，控制卫星工作模式转入太阳捕获模式。

所述步骤(1)中陀螺漂移标定步骤如下：