[发明专利]地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法

说明书

本发明涉及一种地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，在轨每天能够自主进行中午、午夜阳光规避，且中午阳光规避的时间起点地面可控；同时本技术可以确保阳关规避前后，相机指向的地面目标不会变动；而且可以根据四季之中太阳方向，合理有效地设计最短规避轨迹，最大程度地减少动量轮的使用；对于午夜阳光规避，设计不同的拟合曲线，有效地避免控制可能存在的奇异问题；配合自主时间预报功能，帮助地面测控人员分析当前时刻，是否适合进行成像任务或者位保等相关操作，确保不同种类的任务之间在时序上冲突。整个设计方案实用性广泛，具有一定的应用前景。

技术领域

本发明属于航天器姿态轨道控制领域，涉及一种球地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法。

背景技术

地球静止轨道遥感卫星的主载荷为相机，在轨运行时午夜时分需要规避太阳，避免阳光对镜头的暴晒问题。对于采用平口遮光罩，可以通过卫星星体绕滚动轴转动规避阳光。不管平口遮光罩怎样规避阳光，总避免不了阳光以一定的角度照射到遮光罩内壁，造成相机的热设计代价较高，同时对载荷的重量有所提高。

但是对于地球静止轨道卫星来说，太阳一年四季相对于轨道高度角在变化，轨道运行一圈，太阳相对于本体的方位也在变化，所以需要采取措施使得太阳光从斜口遮光罩最高处照射过来，同时满足一定的夹角要求。从已有的文献资料上不能得到国外类似卫星是采取何种策略来满足这种要求的。

地球静止轨道成像式遥感卫星的光学成像相机在轨工作期间镜头需要避免阳光的照射，相机的分辨率越高，遮光罩要求越长，系统的重量和功耗也会有所增加，同时温控设计要求更严格。如果能保证阳光从相机斜口遮光罩的最高点处成一定角度照射过来时，按照照射方向把能照射到内壁部分的遮光罩部分切除，这样就不会照到内壁，而是直接照射到冷空间，有利于热控设计，同时还可以减轻重量。由此可见，研发一种高效快捷的地球静止轨道卫星具有斜切形遮光罩相机镜头实时阳光规避技术势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提出一种地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，每天自主进行中午、午夜阳光规避，不仅能保证阳光从相机斜口遮光罩的最高点处成一定角度照射过来时，而且可以确保阳光规避前后，相机指向的地面目标不会变动；同时根据四季之中太阳方向，合理有效地设计最短规避轨迹，最大程度地减少动量轮的使用；配合自主时间预报功能，帮助地面测控人员分析当前时刻，是否适合进行成像任务或者位保等相关操作，确保不同种类的任务之间在时序上冲突。

本发明的技术解决方案是：

提供一种地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，步骤如下：

(1)判断所述卫星的飞行状态，如果为正向飞行则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；

(2)每个控制周期计算太阳方向与轨道系-z轴之间的夹角α_fs，α_fs大于中午阳光规避起点值α_{fs_d}时，则进入步骤(3)；

(3)进行中午阳光规避；

(4)每个控制周期计算太阳本体系投影与z轴夹角β，若β小于阳光规避阈值角β_l，则进入步骤(5)；

(5)进行午夜阳光规避；返回步骤(2)。

优选的，α_fs的计算方法如下：

其中Sox、Soz表示太阳在轨道系的滚动分量、偏航分量；

优选的，通过姿态机动进行中午阳光规避的为按照机动四元素qtcpn进行偏航轴姿态机动：

qtcpn＝q_tc⊙[0010]

式中，⊙表示四元素乘法。