[发明专利]一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法

权利要求书

1.一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取中继卫星，根据中继卫星与火箭的位置关系，以及火箭姿态和天基相控阵天线在火箭上的位置关系信息求出最优滚转角GAM以及天基相控阵天线指向夹角Jiajiao；

S2、比较Jiajiao与天基相控阵天线波束角A0的大小关系：

S3、当步骤S2比较出Jiajiao大于A0时，调整滚转角，调整后计算天基测控覆盖范围；

S4、当天基测控覆盖范围满足要求时，则当前设计的滚转角为受天基测控约束的最优滚转角；当天基测控覆盖范围不满足要求时，则当前选取的中继卫星无法满足测控需求，需更换中继卫星重新进行上述步骤S1至步骤S3的滚转角设计过程。

2.根据权利要求1所述的一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，所述步骤S1中：

根据卫星所在轨道经度即可得到中继卫星在发射坐标系内的位置矢量再根据此刻火箭在发射坐标系内的位置矢量将通过坐标转换投影到导航坐标系，分别得到导航坐标系下卫星的位置矢量和火箭的位置矢量

计算得到在导航坐标系内火箭到中继卫星的位置矢量进而将位置矢量通过坐标转换投影到弹体坐标系，得到(RxDT，RyDT，RzDT)。

3.根据权利要求2所述的一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，所述弹体坐标系定义为：坐标原点位于火箭质心，OX₁轴与箭体纵对称轴一致，指向头部方向，OY₁轴垂直于OX₁轴，位于火箭纵对称面内，指向上方，OZ₁轴与OX₁轴、OY₁轴构成右手直角坐标系。

最优滚转角GAM即为火箭到中继卫星的矢量投影到箭体坐标系Y₁OZ₁平面后与天基相控阵天线指向的夹角；天基相控阵天线指向夹角Jiajiao为火箭到中继卫星的矢量与天基相控阵天线指向之间的夹角。

4.根据权利要求3所述的一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，所述步骤S1中：

计算得到后，当天基天线指向在弹体坐标系-OZ₁轴方向，可直接求出与弹体坐标系-OZ₁轴的夹角Jiajiao：

所述最优滚转角GAM计算方法如下：

当RyDT为正时，GAM为正：

当RyDT为负时，GAM为负：

5.根据权利要求1所述的一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，当Jiajiao不大于A0，说明满足天基测控需求，无需调整滚转角；当Jiajiao大于A0时，说明不满足天基测控需求，需要通过滚转角进行进一步调整。