[发明专利]一种实现高敏捷机动能力的模块化卫星平台

说明书

本发明公开了一种实现高敏捷机动能力的模块化卫星平台，包括：轨道推进模块、控制执行模块、平台舱段结构模块I、平台舱段结构模块II、载荷适配模块、载荷‑平台一体化模块和太阳电池阵模块；轨道推进模块用于实现轨道控制和姿态控制功能，控制执行模块用于实现卫星姿态控制执行功能，载荷适配模块用于实现载荷与该模块化卫星平台之间的适配连接，载荷‑平台一体化模块用于实现载荷与该模块化卫星平台姿态测量共基准功能以及关联设备一体化安装功能，太阳电池阵模块用于为卫星提供能源保障；平台舱段结构模块I和平台舱段结构模块II形成主结构模块，作为卫星平台的主承力结构；通过调整各模块的配型和尺寸，能够形成不同构形的卫星平台。

技术领域

本发明涉及卫星总体设计技术领域，具体涉及一种实现高敏捷机动能力的模块化卫星平台。

背景技术

近年来，我国遥感卫星技术取得长足进步，在国土资源、测绘、海洋观测、环境减灾等领域均取得成功应用，资源、天绘、高分、海洋等系列大中型遥感卫星的不断发射应用，标志着遥感卫星技术进入到工程应用阶段，为降低成本，提高研制效率，通用化、货架化的卫星平台技术成为研究热点。

目前，我国航天器适用于大中型遥感载荷的卫星平台，多为以中心承力筒加结构板作为承力结构，存在以下问题：

(1)模块化程度低：传统遥感卫星往往以主结构组成划分模块，典型的大中型遥感卫星普遍分为服务舱和载荷舱两个结构模块，所有设备均布设在两个舱段结构上，没有功能模块的定义。

(2)模块无法进行灵活配置：一方面，由于没有功能模块的定义，操作的是设备个体，如推进分系统没有形成功能模块，在进行总体布局时就只能按照推力器、阀体等设备进行个体布局；另一方面模块间没有通用化的接口，一旦调整模块之间的装配关系需要对模块进行重新设计。

(3)敏捷机动能力差：由于不考虑敏捷机动要求，平台的转动惯量往往不作为约束条件，太阳电池阵等需在轨展开的部组件不仅转动惯量大，且连接刚度低，无法实现控制执行后的快速稳定。大力矩控制执行机构虽然能提高卫星的机动能力，但引入的微振动会直接影响遥感载荷的成像效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种实现高敏捷机动能力的模块化卫星平台，能够提高卫星平台的模块化程度，且模块之间能够灵活配置，敏捷机动能力高。

本发明的技术方案为：一种实现高敏捷机动能力的模块化卫星平台，包括：轨道推进模块、控制执行模块、平台舱段结构模块I、平台舱段结构模块II、载荷适配模块、载荷-平台一体化模块和太阳电池阵模块；

所述轨道推进模块、控制执行模块、载荷适配模块、载荷-平台一体化模块和太阳电池阵模块均为功能模块；其中，轨道推进模块用于实现轨道控制和姿态控制功能，控制执行模块用于实现卫星姿态控制执行功能，载荷适配模块用于实现载荷与该模块化卫星平台之间的适配连接，载荷-平台一体化模块用于实现载荷与该模块化卫星平台姿态测量共基准功能以及关联设备一体化安装功能，太阳电池阵模块用于为卫星提供能源保障；

所述平台舱段结构模块I和平台舱段结构模块II形成主结构模块，作为卫星平台的主承力结构，能够承受卫星的主动段及在轨段的力学环境，并为各功能模块及各功能模块中的设备提供安装和连接基础；

通过调整各模块的配型和尺寸，能够形成不同构形的卫星平台。

优选地，所有模块均采用小截面结构构型。

优选地，所述轨道推进模块分为中置式推进模块和底置式推进模块；其中，中置式推进模块为支撑框结构，底置式推进模块为结构板形成的长方体框架结构。

优选地，所述轨道推进模块通过调整高度能够适应卫星燃料携带量为80～400kg的要求。

优选地，所述控制执行模块分为中置式控制执行模块和底置式控制执行模块，所述中置式控制执行模块用于无敏捷性要求的中小力矩执行部件，底置式控制执行模块用于大力矩执行部件。