[发明专利]以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法

权利要求书

1.一种以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于包括以下两个步骤：

步骤1，以卫星-地心连线方向、黄道面法向为基础建立卫星中间姿态；

步骤2，将卫星中间姿态绕卫星-地心连线方向旋转一个呈现周期变化的角度获得卫星期望姿态，从而在确保期望对地轴严格对地的同时，较好地抑制卫星的对日指向偏差；所述期望对地轴是指与卫星本体坐标系某一坐标轴固连的、期望与卫星-地心连线方向小于某一特定约束角的轴线。

2.根据权利要求1所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述步骤1的详细步骤包括：

S1，区分卫星的期望对地轴、期望对日轴和自由轴；所述期望对日轴是指与卫星本体某一坐标系固连的、期望与卫星-日心连线方向重合的轴线；

S2，获取卫星当前轨道位置矢量、卫星-日心连线方向矢量和黄道面法向量，并求取卫星-地心连线方向矢量；

S3，建立卫星中间姿态，使得所述期望对地轴与卫星-地心连线方向重合，同时使得所述期望对日轴位于黄道面法向与卫星-地心连线共同确定的平面内，且期望对日轴与卫星-地心连线方向垂直，并远离黄道面法向的方向。

3.根据权利要求1所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述步骤2的详细步骤包括：

S4，确定卫星中间姿态绕卫星-地心连线方向旋转的角度；

S5，将卫星中间姿态旋转角度，得到最终的卫星期望姿态。

4.根据权利要求2所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述S3中选取的期望对日轴的方向，使得期望对日轴方向与黄道面法向之间的夹角大于90度。

5.根据权利要求3所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述角度在的取值范围内连续变化。

6.根据权利要求3所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述角度等于卫星-地心连线方向单位矢量在黄道面内的投影绕黄道面法向量旋转至卫星-日心连线方向单位矢量时所转过的角度。

7. 根据权利要求1或3所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法，其特征在于，所述卫星期望姿态在地心惯性系下的描述可由式(7)确定：

， (7)

式中，为卫星中间姿态到卫星期望姿态的转换矩阵：

， (6)

其中，表示绕z轴的旋转变换矩阵，为卫星中间姿态绕卫星-地心连线方向旋转的角度；

而为地心惯性系到卫星中间姿态的转换矩阵：

， (2)

其中，、和分别表示中间姿态下卫星本体坐标系x轴、y轴和z轴三轴方向向量，上标T表示向量转置，下标i表示在地心惯性系下的分量。

8.一种以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向系统，包括计算机设备，其特征在于，该计算机设备被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法的步骤，或该计算机设备的存储器上存储有被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法的计算机程序。

9.一种卫星，其特征在于，该卫星带有权利要求8所述的以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向系统。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述以对日指向偏差为约束的卫星平稳对地定向方法的计算机程序。