[发明专利]一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法

权利要求书

1.一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于步骤如下：

(1)进行平经度控制，包括：

(1.1)调整卫星半长轴至标称静止轨道高度，以抵消地球非球形引力和日月引力摄动引起的平经度长期漂移；

(1.2)采用分散式闭环自主东西位置保持控制方法，每天通过脉冲推力消除平经度摄动变化量，以及经度偏离定点位置的平经度闭环控制量；

(1.3)选取平经度控制时刻，确定平经度控制所需的速度增量和控制弧段长度：每天在近地点或远地点附近进行一次东西位置保持控制，控制时刻选取在近地点或远地点附近，采用平经度与偏心率联合控制方式；

(2)进行偏心率控制，包括：

(2.1)根据每天偏心率摄动变化量和平经度控制引起的偏心率变化量之间的关系进行施加偏心率控制的启控条件判断；

(2.2)计算偏心率摄动控制量、偏心率闭环控制量以及偏心率控制所需的总速度增量；

(2.3)选取偏心率控制时刻；

(3)进行轨道倾角控制，包括：

(3.1)倾角摄动控制量计算：采用分散式闭环自主南北位置保持控制方法，每天通过脉冲推力消除轨道倾角长期和长周期摄动变化量，最终获得每天轨道倾角摄动控制量；

(3.2)计算倾角偏离目标位置的倾角闭环控制量；

(3.3)选取倾角控制时刻：确定轨道倾角控制所需的速度增量以及控制弧段长度。

2.根据权利要求1所述的一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于：步骤(1.1)中标称静止轨道高度对应的卫星半长轴大小为42165.795km；

平经度摄动变化量计算公式为：

式中为平经度摄动加速度，与卫星定点位置相关；ΔT_day＝1(day)表示计算一天内变化量；

平经度闭环控制量计算公式为：

式中λ为当前位置地理经度，λ_s为目标定点位置地理经度，K_pλ为经度闭环反馈控制系数。

3.根据权利要求2所述的一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于：平经度控制所需的速度增量计算公式为：

式中ω_e＝360.9856(°/day)＝7.2921×10^-5(rad/s)为地球自转角速度，V_s＝3074.7(m/s)为标称静止轨道速度；

平经度控制所需的控制弧段长度为：

式中M_sat(kg)为卫星当前质量，F_EW(N)为东西方向有效推力，W_pulse(s)为控制脉宽长度，P_pulse(s)为脉冲控制周期。

4.根据权利要求3所述的一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于：

(a)当ΔV_T0时，则在近地点附近进行向西位保，启控时刻对应真近点角为：

(b)当ΔV_T0时，则在远地点附近进行向东位保，启控时刻对应真近点角为：

5.根据权利要求3所述的一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于：步骤(2.1)中偏心率摄动变化量计算公式为：

式中C_r为光压反射系数；S_sat(m²)为垂直于太阳光的卫星截面积；P₀＝4.65×10^-6(N/m²)为单位面积上太阳辐射压力，V_s＝3074.7(m/s)为标称静止轨道速度；

平经度控制引起的偏心率变化量计算公式为：

6.根据权利要求5所述的一种静止轨道卫星分散式闭环自主位置保持控制方法，其特征在于：施加偏心率控制的判断条件为：

Δe_pΔe_λ。