[发明专利]太阳静止轨道的多用途恒星系星座系统

说明书

本发明提供一种太阳静止轨道的多用途恒星系星座系统，多用途恒星系星座系统包括：多个卫星，所述卫星布置在黄道平面内，并以太阳为圆心，等半径均匀部署；每个卫星包括：能量传输模块，利用太阳能进行发电，并通过高能激光向探测器传输能量；中继模块，完成探测器与地球之间的通信；导航模块，基于所述卫星本身的位置信息在激光光束中增加调制信号，本发明实现了在恒星或卫星探测探测过程中，进行高能量密度充能，同时实现探测器与地球之间的通信中继，并通过调制信号使得探测器可以通过解调来确定精确的位置，使得探测器能够快速、精准完成飞行过程，实现任务目标。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，更具体的，涉及一种太阳静止轨道的多用途恒星系星座系统及探测器的状态确定方法。

背景技术

当前近地行星探测的探测器飞行任务方案采用引力轨道转移的方式，即利用运载火箭将行星探测器直接发射至地球轨道，在地球引力场内进行变轨，变至地球双曲线逃逸轨道，随后进入受太阳引力场主要影响的地火巡航轨迹向火星无动力飞行，飞行过程中利用自身携带推进系统的姿轨控发动机进行轨道修正。在接近火星引力影响范围时，进行减速、变轨，进入火星引力场影响的火星轨道。

在探测器由地球轨道向目标行星飞行的过程中，探测器电气系统等所使用电能，由探测器本身太阳电池发电提供。由于随着探测器与太阳距离增大，光照强度降低，太阳电池发电功率降低，影响探测器高效率工作。此外，探测器在飞行过程中，依靠星载设备与地面进行通信，需要星载设备与地面站都有较大的功率，且需要探测器测控系统与地面站的天线尺寸增加。探测器的功耗增加，天线尺寸变大，不便于探测器与地面保持有效、可靠的通信，也导致了探测器的包络尺寸太大。同时，探测器在转移轨道运行，其速度、位置等信息，主要依靠星敏感器对星测量并对比星图得出，手段单一。

发明内容

为了解决上述不足的至少一个，本发明一个方面实施例提供一种太阳静止轨道的多用途恒星系星座系统，包括：

多个卫星，所述卫星布置在黄道平面内，并以太阳为圆心，等半径均匀部署；

每个卫星包括：

能量传输模块，利用太阳能进行发电，并通过高能激光向探测器传输能量；

中继模块，完成探测器与地球之间的通信；

导航模块，基于所述卫星本身的位置信息在激光光束中增加调制信号。

在优选的实施例中，所述卫星的数量为8-36个，相邻两颗卫星与太阳连线之间夹角为10-45°。

在优选的实施例中，所述能量传输模块包括：太阳能电池阵、激光器以及反射镜；

所述太阳能电池阵用于利用太阳能发电；

所述激光器用于将电能转化为激光；

所述反射镜用于追踪所述探测器的运动。

在优选的实施例中，所述导航模块包括：惯性测量系统、星敏感器以及储能飞轮。

在优选的实施例中，所述中继模块包括：测控天线和应答机。

在优选的实施例中，还包括：

动力模块，用于对所述卫星进行姿态和轨道调节。

在优选的实施例中，所述激光器为半导体激光器。

在优选的实施例中，所述太阳能电池阵为薄膜型太阳能电池阵。

在优选的实施例中，所述调制信号为通过开断激光形成的高低逻辑信号。

本发明另一方面实施例提供一种探测器的状态确定方法，所述探测器的状态包括速度和位置，所述状态确定方法包括：

通过多个卫星向待确定位置的探测器发送激光光束；其中，