[发明专利]星间链路指向恢复方法

权利要求书

1.一种星间链路指向恢复方法，其特征在于，包括：

确保满足北斗三号卫星的导航载荷与测控天线对地指向的需求，确保满足北斗三号卫星帆板对日的能源需求，并根据需求确定偏航约束项，根据卫星位置信息和约束项，计算北斗三号卫星的当前姿态信息；以及

将计算的北斗三号卫星当前姿态信息用于星间链路指向，以替代或更正由于星内姿态信息传输失败引起的建链指向错误。

2.如权利要求1所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，还包括：

在卫星正常情况下，计算的北斗三号卫星的当前姿态信息对星内传输的姿态信息进行核验。

3.如权利要求1所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，计算北斗三号卫星的当前姿态信息包括：

根据卫星位置信息与太阳位置信息，计算出卫星质心坐标系绕各坐标轴旋转关系，从而计算北斗三号卫星的姿态角；

所述北斗三号卫星的姿态角包括偏航角、滚动角和俯仰角。

4.如权利要求3所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，计算出卫星质心坐标系和轨道坐标系旋转关系包括：根据卫星天线指地需求，质心坐标系+Z轴指向地心；轨道坐标系+Z轴指向地心，则卫星质心坐标系和轨道坐标系两个坐标系+Z轴重合，则卫星滚动角和俯仰角都为0；

卫星轨道坐标系+Y轴垂直于轨道面，与轨道面法线方向相反，+X轴由右手定则确定；北斗三号卫星帆板位于±Y面，卫星需根据当时位置信息与太阳相对关系进行偏航，以满足帆板接受光照，补充能源的需求；由于质心坐标系+Z轴与轨道坐标系+Z轴重合，则绕+Z轴旋转，两个坐标系+X轴的夹角即为偏航角；

根据卫星在不同时间的真实偏航设置，计算出相应时刻偏航角。

5.如权利要求3所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，卫星真实偏航设置包括：卫星轨道太阳角处于[-3°，+3°]区间外时，卫星姿态控制处于常规偏航模式；卫星轨道太阳角处于[-3°，+3°]区间时，即深地影期时，卫星姿态控制处于连续动态偏航模式；连续动态偏航模式中卫星做如下设置：若太阳高度角大于0，则设置太阳高度角为+3°；若太阳高度角小于0，则设置太阳高度角为-3°；连续动态偏航时，分为偏航角处于±5°外和±5°阶跃阶段。

6.如权利要求3所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，根据卫星偏航设置，计算偏航角包括：卫星常规偏航模式，轨道太阳角度|β|3°，具体计算方式

若卫星-太阳矢量单位矢量为(S_ox,S_oy,S_oz)，则

β＝arcsin(S_oy) (1)

在β较大(|β|3°)时，计算偏航角为式(2)所示；

ψ＝atan2(S_oy,S_ox) (2)

利用历史在轨数据，评估常规偏航期间通过所述公式计算的偏航角与真实偏航角误差。

7.如权利要求3所述的星间链路指向恢复方法，其特征在于，采用连续动偏控制模式，计算偏航角还包括：

当β处于[-3°,+3°]时，卫星处于深地影区；在一年内，北斗三号MEO卫星轨道太阳角经历两次符号变换，即两段地影期；此时卫星设置太阳高度角为

则卫星偏航角为

当β正负切换时，偏航角将产生巨大的符号变换，这将给卫星的姿控伺服系统造成巨大的负荷压力，是姿控伺服机构承受不了的；所以在卫星姿控系统设置中，除了轨道太阳角度外，连续动态偏航还需考虑上一时刻偏航角与这一时刻偏航角尽量平稳变化，将偏航角正负切换延时到±5°执行；

此时，真正的偏航角需在式(4)的基础上增加惯性处理，具体计算方式为

此时，卫星真正的偏航角将产生从+5°到-5°(或从-5°到+5°)的阶跃变化；

利用历史在轨数据，评估连续动态偏航期间通过所述公式计算的偏航角与真实偏航角误差。