[发明专利]一种静止轨道卫星自主轨道控制方法有效
申请号: | 201210413963.5 | 申请日: | 2012-10-24 |
公开(公告)号: | CN102880184A | 公开(公告)日: | 2013-01-16 |
发明(设计)人: | 郭建新;常建松;马东锋;陈守磊;刘新彦;王浩 | 申请(专利权)人: | 北京控制工程研究所 |
主分类号: | G05D1/08 | 分类号: | G05D1/08;G05D1/10 |
代理公司: | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人: | 安丽 |
地址: | 100190 北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 静止 轨道 卫星 自主 控制 方法 | ||
1.一种静止轨道卫星自主轨道控制方法,其特征在于步骤包括:
1)根据自主导航给出的瞬时轨道根数计算卫星相对于定点位置的东西和南北方向上的瞬时偏差,以此作为是否进行轨道控制的判断输入;根据自主导航获得的轨道平根数,通过进一步数据处理,获取轨控所需的轨道根数,作为轨道控制量的计算输入;
2)若是此时卫星未处于位保状态,也不处于位保等待状态,则卫星转入东西经度偏差判断,当判出卫星将要超出东西方向的控制边界时且满足东西控制时间约束时,计算卫星东西控制量,并令卫星进入位保等待状态;若是东西经度偏差未超出边界,则判断南北方向是否超出南北方向的控制边界,当判出需要卫星将要超出倾角矢量边界且满足南北控制时间约束时,再判断卫星东西方向是否向东漂,若是,则计算卫星南北方向的控制量,并令卫星进入位保等待状态,否则进入下一轮处理;
3)从卫星处于位保等待状态开始,每个控制周期都判断此时卫星是否满足控制时刻要求,分为东西方向控制时刻和南北方向控制时刻;当满足时,设置卫星位保控制工作状态:根据位保方向选择好控制模式,设定好位保脉冲序列的格式,再设置下一次允许位保控制时间约束参数,最后令卫星进入位保控制状态;
4)在处于位保控制状态时,根据设计的脉冲序列,输出位保控制脉冲,并判断位保脉冲是否输出完毕,若是完毕,则记录下位保期间理论上轨道根数的理论变化量,依此获得自主导航算法中状态变量的初始值,并取消位保状态,令位保控制流程在下一个控制周期开始重新进入东西或南北方向位置超边界判断。
2.根据权利要求1所述的一种静止轨道卫星自主轨道控制方法,其特征在于:步骤1)通过自主导航算法获得卫星的瞬时轨道根数以及卫星轨道的平根数:平半长轴 和平倾角 平升交点赤经
由瞬时轨道根数结合时间信息,可计算出卫星在惯性坐标系下的位置为 同时知道卫星定点位置对应的在惯性坐标系下的位置为 所以相对于定点位置的偏差为 由此在轨道坐标系下作投影,获得 取滚动轴和俯仰轴上的分量,可分别得到:东西方向的经度偏差 和南北方向的偏差 以此瞬时偏差值作为判断卫星是否需要进行东西方向或南北方向位保控制的输入,而东西和南北方向的控制目的就是将卫星的α和β始终控制在一定的范围内;
由于一般自主导航给出的平半长轴 多为短期内(如:一天)的平均轨道半长轴,从东西位置保持控制角度看,还需要将其中月球引起的半月周期项削除,即通过以下公式获得新的平半长轴:
其中 为之前自主导航获得的平半长轴, 为静止轨道卫星在7.5天内半长轴的变化量,由定点位置处的地球非球形轨道摄动决定;
由此可计算出卫星的平经度漂移率 (其中a0为静止轨道卫星的标称半长轴),从而可以作为卫星东西方向控制的输入,包括计算控制裕度Δλm;
由平倾角 平升交点赤经 获得平倾角矢量:
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