[发明专利]一种低倾角卫星星敏感器使用方法

说明书

本发明公开了一种低倾角卫星星敏感器使用方法，包括：根据星敏感器的太阳抑制角和地球抑制角的约束，确定星敏感器的个数和安装布局；在保证能源供给前提下，设计卫星的姿态，保证星敏感器的可用性。通过该方法可以增强星敏感器对太阳光、地气光等杂散光的抑制能力，提高星敏感器的在轨可用性，从而保证了卫星的定姿精度，提高了卫星的任务执行能力。

技术领域

本发明涉及航天器姿态控制技术领域。具体而言，本发明涉及一种适用于低倾角卫星星敏感器的使用方法。

背景技术

星敏感器是一种以恒星为姿态参考光源的高精度光学敏感器，是航天器控制系统中的重要姿态测量部件。由于恒星光源属于弱光，所以太阳光、地气光、月气光等杂散光的干扰，会影响到星敏感器的测量精度，甚至会导致星敏感器无法使用，严重影响了星敏感器的在轨可用性。

星敏感器的镜头前虽然安装有遮光罩，但是只能阻止一定数量的杂散光的干扰，而低倾角卫星由于所处轨道的原因，更容易受到太阳光和地气光等杂散光的干扰，单个星敏感器无法保证在轨一直可用，从而导致卫星无法一直进行高精度定姿，对卫星的任务执行造成了一定的局限性。

针对星敏感器易受杂散光干扰问题，传统的做法主要有两种，一种是改进遮光罩的设计，增加遮光罩的长度或者增加遮光罩的级数，这种方法在一定程度上能提高星敏感器对杂散光的能力，但是提高的空间比较有限，对于遮光罩附近和以外的杂散光无法起到很好的抑制作用；另一种方法是通过星敏感器布局的研究，寻求对杂散光抑制最大的安装位置，但是该方法同样存在局限性，那就是只能抑制特定角度的杂散光的进入，无法保证星敏感器长期免于杂散光的干扰。

为打破传统方法的局限性，降低杂散光对星敏感器干扰性，提高星敏感器的测量精度和在轨可用性，需要一种新的研究思路和解决方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对低倾角卫星，设计一种星敏感器的使用方法，增强星敏感器对杂散光的抑制能力，提高星敏感器的在轨可用性。

根据本发明的一个方面，提供一种低倾角卫星星敏感器使用方法，包括：

根据星敏感器的太阳抑制角和地球抑制角的约束，确定星敏感器的个数和安装布局；

在保证能源供给前提下，设计卫星的姿态，保证星敏感器的可用性。

在本发明的一个实施例中，星敏感器的个数为两个，并且在卫星上对称安装。

在本发明的一个实施例中，所述星敏感器的视轴沿卫星±X轴或±Y轴向-Z轴方向偏转γ角度。

在本发明的一个实施例中，所述γ角的取值范围如下：

式中，R为地球半径，h为大气高度，r为卫星轨道半径，β为星敏感器的地球抑制角，α为星敏感器的太阳抑制角。

在本发明的一个实施例中，在保证能源供给前提下，设计卫星的姿态，保证星敏感器的可用性包括：

在完全阳照区，卫星姿态对日；

在完全阴影区，卫星姿态对地；

在阳照转阴影区域，卫星在对日姿态基础上沿卫星-Y轴转动τ角度；以及

在阴影转阳照区域，卫星在对日姿态基础上沿卫星+Y轴转动τ角度。

在本发明的一个实施例中，在保证能源供给前提下，设计卫星的姿态，保证星敏感器的可用性包括：

时，卫星姿态对日；

时，卫星姿态对地；

且时，卫星在对日姿态基础上沿-Y轴转动τ角度；

且时，卫星在对日姿态基础上沿+Y轴转动τ角度；