[发明专利]一种基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正方法和系统

权利要求书

1.一种基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正方法，其特征在于，包括：

分别获取整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息；以及，获取第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向；

根据获取的整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息，以及第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向，进行在轨辨识，并根据在轨辨识结果，确定第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩；

根据确定的第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩，构建干扰力矩评价函数；

对干扰力矩评价函数进行求解，确定干扰力矩评价函数的极小值，并计算得到喷气脉宽；

根据计算得到的喷气脉宽，进行轨道控制；

其中：

通过如下公式确定第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩：

其中，表示第一轨控推力器产生的力矩，表示第二轨控推力器产生的力矩，A_OL表示布局系到质心系的转换矩阵，表示整星质心相对布局系的位置、表示第一轨控推力器相对布局系的安装位置，表示第二轨控推力器相对布局系的安装位置，表示第一轨控推力器的推力矢量方向，表示第二轨控推力器的推力矢量方向；

干扰力矩评价函数J的表达式如下：

其中，M₁表示第一轨控推力器的喷气脉宽，M₂表示第二轨控推力器的喷气脉宽，a＝M₁/M₂，T₁(i)为的三轴分量，T₂(i)为的三轴分量，i＝1，2，3；

对干扰力矩评价函数进行求解，确定干扰力矩评价函数的极小值，并计算得到喷气脉宽，包括：

对干扰力矩评价函数进行求解，得到J最小时对应的a的取值，记为a^*；

当a^*≤1时，M₂＝T_ctrl，M₁＝a^*T_ctrl；当a^*＞1时，M₁＝T_ctrl，M₂＝a^*T_ctrl；其中，T_ctrl表示控制周期。

2.根据权利要求1所述的基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正方法，其特征在于，根据计算得到的喷气脉宽，进行轨道控制，包括：

确定轨道控制状态；

在进入轨道控制前，停止在轨辨识，并在进入轨道控制后，通过计算得到的喷气脉宽M₁和M₂，进行轨道控制；

在轨道控制结束后，重新执行在轨辨识，以供下次轨道控制使用。

3.根据权利要求1所述的基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正方法，其特征在于，分别获取整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息；以及，获取第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向，包括：

获取地面测量结果；

从地面测量结果中筛选得到整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息；以及，获取第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向。

4.根据权利要求1所述的基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正方法，其特征在于，还包括：

确定卫星发射前的最终状态信息；

根据所述最终状态信息，调整卫星的整星位置、第一轨控推力器的喷嘴安装位置和安装方向、以及第二轨控推力器的喷嘴安装位置和安装方向。

5.一种基于推力器偏差估计的轨控策略在轨修正系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于分别获取整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息；以及，获取第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向；

在轨辨识模块，用于根据获取的整星质心、第一轨控推力器和第二轨控推力器相对布局系的位置信息，以及第一轨控推力器和第二轨控推力器的推力矢量方向，进行在轨辨识，并根据在轨辨识结果，确定第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩；

函数构建模块，用于根据确定的第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩，构建干扰力矩评价函数；

计算模块，用于对干扰力矩评价函数进行求解，确定干扰力矩评价函数的极小值，并计算得到喷气脉宽；

控制模块，用于根据计算得到的喷气脉宽，进行轨道控制；

其中：

在轨辨识模块通过如下公式确定第一轨控推力器和第二轨控推力器产生的力矩：

其中，表示第一轨控推力器产生的力矩，表示第二轨控推力器产生的力矩，A_OL表示布局系到质心系的转换矩阵，表示整星质心相对布局系的位置、表示第一轨控推力器相对布局系的安装位置，表示第二轨控推力器相对布局系的安装位置，表示第一轨控推力器的推力矢量方向，表示第二轨控推力器的推力矢量方向；

干扰力矩评价函数J的表达式如下：

其中，M₁表示第一轨控推力器的喷气脉宽，M₂表示第二轨控推力器的喷气脉宽，a＝M₁/M₂，T₁(i)为的三轴分量，T₂(i)为的三轴分量，i＝1，2，3；

计算模块，具体用于：

对干扰力矩评价函数进行求解，得到J最小时对应的a的取值，记为a^*；

当a^*≤1时，M₂＝T_ctrl，M₁＝a^*T_ctrl；当a^*＞1时，M₁＝T_ctrl，M₂＝a^*T_ctrl；其中，T_ctrl表示控制周期。