[发明专利]一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法

权利要求书

1.一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，用于探测器的逃逸段和巡航段，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将地火转移段+Xb轴对日定向目标姿态四元数作为探测器长期稳态的对日控制基准；同时探测器的定向天线指向地；

S2、如果探测器发生能源不足预警，将探测器的控制模式切换到飞轮粗对日模式，然后利用陀螺和模太控制用姿态四元数获得探测器的三轴姿态角，然后转入S3；否则直接转入S3；

S3、如果探测器发生通讯链路中断，探测器进行旋转机动，恢复通讯链路，然后转入S4；否则直接转入S4；

S4、如果探测器的高分相机直视太阳，则根据太阳矢量，使探测器的高分相机避开太阳，然后转入S5；否则直接转入S5；

S5、火星探测的姿态控制模式管理方法结束；

S3中探测器进行旋转机动的方法为：探测器首先绕对日轴旋转180°，然后再绕探测器的Y轴旋转。

2.根据权利要求1所述的一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，其特征在于，地火转移段+Xb轴对日定向目标姿态四元数q_io为：

其中，q′_io由姿态矩阵转换获得，dq为注数偏置。

3.根据权利要求1所述的一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，其特征在于，利用陀螺和模太控制用姿态四元数获得探测器的三轴姿态角的方法为：将陀螺和模太控制用姿态四元数作为控制用的姿态四元数，并对控制用的姿态四元数进行归一化和正则化处理，获得探测器的三轴姿态角。

4.根据权利要求1所述的一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，其特征在于，根据环绕器惯性角速度积分环绕器滚动角、环绕器俯仰太阳角、偏航太阳角，获得陀螺和模太控制用姿态四元数。

5.根据权利要求1～4之一所述的一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，其特征在于，探测器长期稳态的控制模式采用飞轮精对日模式或飞轮姿态机动模式或飞轮惯性保持模式或飞轮精对火模式或飞轮精对地模式。