[发明专利]星体对转动太阳帆板遮挡面积的全周期可视化分析方法

说明书

本发明公开了一种星体对转动太阳帆板遮挡面积的全周期可视化分析方法，涉及航空器设计技术领域，包括如下步骤：将卫星设计结构图通过建模软件导出和模型转化软件转化并进行参数调整，得到可被可视化实时计算系统识别的模型文件；建立卫星数学仿真系统，生成并输出信息；在可视化实时计算系统中进行卫星模型、卫星运行的配置、在轨运行可视化与期望的验证、建立分析工作所需的坐标系、向量和面，并将数据导出；根据导出的数据进行星体对转动太阳帆板遮挡面积的计算。至少部分解决了理论计算过于繁琐且难以校验的问题，将计算结果与可视化显示进行比对校验，避免了纯理论计算可能导致的错误，也方便卫星设计人员使用。

技术领域

本发明涉及航空器设计技术领域，特别涉及一种星体对转动太阳帆板遮挡面积的全周期可视化分析方法。

背景技术

互联网卫星集成多型大功率通信设备，在轨运行指向需要根据任务要求进行变化，所以需要太阳帆板驱动机构(Solar Array Drive Assembly，SADA)驱动帆板进行对日，提供能源补给。

受到运载能力和卫星在轨挠性特性的限制，不能一味的加大帆板面积，所以动态实时根据卫星在轨位置和太阳照射帆板的方向分析帆板太阳能电池片受照面积十分重要。通过地面仿真分析，一方面可以为整星结构设计提供依据，另一方面可以为太阳能电池片布片提供支撑，最终保证卫星系统能源的最优和在不同工况下的利用率最高。

但现有技术进行星体对转动太阳帆板遮挡面积的地面仿真分析时，往往在卫星计算能源和帆板面积时总是以在轨最恶劣情况进行纯理论计算，且大多数情况都未考虑带SADA驱动的帆板的情况，存在理论计算过于繁琐且难以校验的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术进行星体对转动太阳帆板遮挡面积的地面仿真分析时，理论计算过于繁琐且难以校验的问题，采用了一种动态可视化的分析方法，以至少部分地解决上述问题。

由于卫星在轨位置实时变化，姿态根据任务要求多变，本发明方法根据卫星信息、太阳位置和帆板转动等信息进行帆板受照率的分析，通过理论计算出具体的遮挡区域和遮挡面积，并通过可视化手段对计算进行复核和实时显示。

具体而言，本发明提供一种结合建模软件、模型转化软件、卫星数学仿真系统和可视化实时计算系统的动态可视化的分析方法，包括如下步骤：

将卫星设计结构图通过建模软件导出和模型转化软件转化并进行参数调整，得到可被可视化实时计算系统识别的模型文件；所述模型文件包括：固定部件，由星体设置；转动部件，由带SADA驱动的帆板设置。

建立卫星数学仿真系统，生成并输出信息；所述卫星数学仿真系统中，生成并输出的信息包括：卫星轨道动力学信息、卫星姿态动力学信息、卫星SADA转动模型信息；所述卫星轨道动力学信息包括：根据初始轨道信息和轨控信息实时解算得到的卫星在轨位置信息；所述卫星姿态动力学信息包括：根据任务和工作模式实时解算得到的卫星在轨指向信息；所述卫星SADA转动模型信息包括：根据SADA转动导引率实时解算得到的帆板与卫星本体系的位置关系信息。

在可视化实时计算系统中进行卫星模型的配置；卫星模型的配置包括：将模型文件导入可视化实时计算系统中，完成转动部件转动特性的设置，并完成部件与外部接口的定义；所述转动部件转动特性，包括：转动轴、转动方向及转动范围。

在可视化实时计算系统中进行卫星运行的配置；卫星运行的配置包括：将卫星轨道动力学信息、卫星姿态动力学信息以数据流的形式跟可视化实时计算系统进行交互，转动部件根据卫星SADA转动模型信息输出实时转动。

在可视化实时计算系统中进行在轨运行可视化与期望的验证；