[发明专利]倾斜轨道海洋动力卫星高精度轨控过程中的能源控制方法

说明书

本发明公开了一种倾斜轨道海洋动力卫星高精度轨控过程中的能源控制方法，包括：确定变轨时刻Torbit和变轨时长L₁；确定卫星开始从偏航跟踪模式返回对地零姿态机动时刻T₀；当t≥T₀时，设置卫星帆板跟踪采用转角控制方式，卫星开始偏航返回；计算得到帆板控制目标角α_fr，并输出帆板控制指令；当卫星姿态趋近于0时，卫星自动保持正常对地零姿态；当t＝Torbit时，卫星自主开始变轨，直至满足变轨时长L₁；当t≥Torbit+L₁+T₁时，从零姿态进行偏航跟踪；当姿态误差满足阈值条件时，从转角控制方式转换为模拟太阳控制方式。本发明在保证整星能源安全前提下，很好的实现卫星的高精度轨道控制。

技术领域

本发明属于航天器轨道控制技术领域，尤其涉及一种倾斜轨道海洋动力卫星高精度轨控过程中的能源控制方法。

背景技术

海洋动力环境观测卫星主要使命是：观测全球海洋动力环境参数，包括海面风场、海面高度场、浪场、海流、海上风暴、潮汐、海洋动力场、大洋环流和海表温度场等重要海洋参数。它是海洋防灾减灾的重要监测手段，其中全球高分辨率海洋大地水准面数据可直接为国防服务。

为解决对海洋连续实时的观测，减少海洋动力环境全球海洋区域覆盖所需时间，海洋动力环境监测网卫星一般由三颗海洋动力环境观测卫星组成，一颗卫星运行在极轨轨道上，两颗运行在倾斜轨道上。为了海洋动力环境卫星具有高精度高分辨率海洋大地水准面测量数据，对卫星轨道保持精度提出了很高的要求，一般要求地面轨迹的最大漂移范围优于1km，则卫星轨道半场轴控制误差要求优于1m，对于极轨海洋卫星，可以采用HY-2卫星已经实现轮控模式下的小推力轨控方案，但是对于倾斜轨道海洋动力环境观测卫星，在能源、偏航机动控制、轨道等多方面约束下，实现卫星高精度轨道控制，具有很大挑战。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种倾斜轨道海洋动力卫星高精度轨控过程中的能源控制方法，在保证整星能源安全前提下，很好的实现卫星的高精度轨道控制。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种倾斜轨道海洋动力卫星高精度轨控过程中的能源控制方法，包括：

步骤1，地面注入变轨数据块，确定变轨时刻Torbit和变轨时长L₁；

步骤2，当星上确定地面注入的变轨数据块有效时，星上根据变轨时刻Torbit，确定卫星开始从偏航跟踪模式返回对地零姿态机动时刻T₀；

步骤3，当t≥T₀时，星上自主设置星上帆板故障诊断标志和模拟太阳故障诊断标志为禁止，同时设置卫星帆板跟踪采用转角控制方式，卫星开始偏航返回；其中，t表示卫星当前星时；

步骤4，星上根据当前卫星姿态和太阳矢量，计算得到帆板控制目标角α_fr；

步骤5，星上根据帆板驱动线路返回的帆板转角α_f和帆板控制目标角α_fr之差，输出帆板控制指令；

步骤6，当卫星姿态趋近于0时，卫星自动保持正常对地零姿态；

步骤7，当t＝Torbit时，卫星自主开始变轨，星上开始累积变轨时间，累积的变轨时间满足变轨时长L₁，卫星自主关闭轨控发动机，变轨结束；

步骤8，当t≥Torbit+L₁+T₁时，卫星自动开始从零姿态进行偏航跟踪；其中，T₁表示变轨结束后姿控等待时间；

步骤9，当卫星跟踪的姿态误差满足连续多次小于阈值时，卫星自主将帆板控制方式从转角控制方式转换为模拟太阳控制方式，同时自主将帆板故障诊断允许标志和模拟太阳自主诊断标志设为允许。