[发明专利]卫星控制器和卫星控制方法

说明书

为了减少时延对姿态控制的影响，提高姿态控制的精度，本发明提供一种卫星控制器和卫星控制方法。所述卫星控制器包括：轨道控制器、姿态敏感器、姿态控制器和姿态执行器。所述姿态控制器通过推算得到时间同步的姿态数据和轨道数据，采用所述时间同步的姿态数据和轨道数据计算卫星的当前姿态和期望姿态，根据所述当前姿态和所述期望姿态输出姿态调整量，从而使卫星达到期望姿态。本发明还应用全球卫星定位系统提高时间同步的精度，进一步减少时延的影响。本发明还通过调整任务模式处理单元、轨控模式处理单元和/或工作模式处理单元到所述姿态控制器输出姿态调整量之后运行，进一步减少姿态控制的时延。

技术领域

本发明涉及卫星领域，尤其是卫星控制器和卫星控制方法。

背景技术

卫星的姿态是指卫星星体在轨道上运行所处的空间指向状态。例如，通信卫星通常运行在需要它的天线始终对准地面，对地观测卫星则要求它的观测仪器的窗口始终对准地面，因此需要控制卫星姿态。

卫星控制器一般包括轨道控制器、姿态敏感器、姿态调节器和姿态执行器。姿态敏感器的用于测量卫星的姿态数据，并传送给姿态控制器；姿态控制器根据姿态变化值计算出姿态调整量，并传递给姿态执行器。姿态执行器根据姿态调整量产生力矩，从而使卫星姿态恢复到正确的姿态。

在卫星姿态控制过程中的时延包括：测量时延，是指姿态敏感器在测量卫星姿态变化值时产生的时延，例如星敏感器刷新频率为10Hz时，会带来大约100ms时延；计算时延，是指姿态控制器从收到姿态数据和轨道数据到输出姿态调整量的时延；执行时延，是指姿态执行器从收到姿态调整量到产生力矩时的时延。

在卫星姿态控制过程中，时延影响姿态控制的精度。

发明内容

本法明要解决的技术问题是改进卫星控制器和卫星控制方法，减少时延对姿态控制的影响，提高姿态控制的精度。

为解决该技术问题，本发明提供一种卫星控制器，包括：轨道控制器，被配置为探测卫星的轨道数据和控制卫星的轨道；姿态敏感器，被配置为探测卫星的姿态数据；姿态控制器，被配置为接收所述姿态数据和所述轨道数据，通过推算得到时间同步的姿态数据和轨道数据，采用所述时间同步的姿态数据和轨道数据计算卫星的当前姿态和期望姿态，根据所述当前姿态和所述期望姿态输出姿态调整量；和姿态执行器，被配置为根据所述姿态调整量输出力矩，从而使卫星达到期望姿态。

进一步的，所述姿态控制器被配置为，以所述轨道数据的时间为基准或以所述姿态数据的时间为基准，通过推算得到时间同步的姿态数据和轨道数据。

进一步的，所述姿态敏感器探测的姿态数据包括星敏数据，所述姿态控制器通过推算得到与所述轨道数据时间同步的星敏数据。

进一步的，所述卫星控制器与至少一个全球卫星导航系统(GNSS)保持时间同步。

进一步的，所述全球卫星导航系统包括全球定位系统(GPS)、北斗卫星导航系统(BDS)或格洛纳斯系统(GLONASS)。

进一步的，所述卫星控制器还包括任务模式处理单元、轨控模式处理单元和/或工作模式处理单元，其配置为在所述姿态控制器输出姿态调整量之后运行。

本发明还提供了一种卫星控制方法，包括：探测卫星的轨道数据；探测卫星的姿态数据；推算得到时间同步的姿态数据和轨道数据；采用所述时间同步的姿态数据和轨道数据计算卫星的当前姿态和期望姿态；根据所述当前姿态和所述期望姿态输出姿态调整量；和根据所述姿态调整量输出力矩，从而使卫星达到期望姿态。

进一步的，所述的卫星控制方法，以所述轨道数据的时间为基准或以所述姿态数据的时间为基准，通过推算得到时间同步的姿态数据和轨道数据。

进一步的，所述的卫星控制方法，包括所述卫星控制器与至少一个全球卫星导航系统保持时间同步。