[发明专利]一种用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法及系统

权利要求书

1.一种用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

采用双矢量定姿模型确定卫星的目标姿态；

对影响远距离分布式卫星姿态精度的空间环境干扰力矩进行建模；

在初指向姿态控制阶段，通过设计的自适应模糊控制算法对卫星进行毫弧度的姿态指向精度的控制；

在高精度姿态跟踪控制阶段，将激光陀螺作为测量器件，并设计卫星对应的扫描不确定区策略；

通过对第一卫星和第二卫星进行初指向姿态控制后，互相指向对面卫星的不确定区；

将第一卫星作为发射端，通过调节航天器平台以使第一卫星的激光对准第二卫星所在的视场，并通过预设扫描方式和扫描速度驱使第一卫星的激光完全覆盖第二卫星的不确定区；

在第二卫星的探测器检测到第一卫星发射的激光后，根据视线轴的位置与入射光束的误差，调整第二卫星的姿态指向；

关闭第一卫星的激光器，将第二卫星作为发射端，通过调节航天器平台以使第二卫星的激光对准第一卫星所在的视场，并通过预设扫描方式和扫描速度驱使第二卫星的激光完全覆盖第一卫星的不确定区；

在第一卫星的探测器检测到第二卫星发射的激光后，根据视线轴的位置与入射光束的误差，调整第一卫星的姿态指向。

2.根据权利要求1所述的用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，还包括：

根据卫星的初始位置和初始轨道信息，建立双矢量定姿模型。

3.根据权利要求2所述的用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，所述采用双矢量定姿模型确定卫星的目标姿态，具体为：

通过星敏感器对捕获的星体图像进行数模转化和星图识别，用于计算各卫星本体相对于地心惯性坐标系的姿态信息，并计算出各卫星本体坐标系相对于地心惯性坐标系的姿态转换矩阵；

根据卫星的初始位置和初始轨道信息，计算出卫星的地心惯性坐标系相对于质心轨道坐标系的姿态转换矩阵；

根据姿态转化矩阵分别计算出卫星的质心轨道坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵后，根据四元数与欧拉角的转化关系计算得到各卫星的目标姿态。

4.根据权利要求1所述的用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，所述空间环境干扰力矩，包括：重力梯度力矩、剩磁干扰力矩和太阳光压力矩。

5.根据权利要求1所述的用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，所述设计的自适应模糊控制算法，包括：

根据模糊系统设计得到对应的模糊系统，并选取对应的自适应律；

设计模糊自适应控制器，根据对应的模糊规则进行模糊推理的演算，并利用自适应机构在线整定参数。

6.根据权利要求1所述的用于远距离分布式卫星的组合姿态控制方法，其特征在于，所述设计卫星对应的扫描不确定区策略，包括：

设计等螺距等线速螺旋扫描方式，从卫星不确定区的中心位置由内到外扫描不确定区。