[发明专利]小型高轨卫星的自主变轨方法

说明书

本发明提供了一种小型高轨卫星的自主变轨方法，在第一阶段，化学推力器排气，化学推力器状态设置，且对电推力器进行排气设置、标定设置和状态设置；关闭电推力器，打开变轨化学推力器，判断星上是否具备变轨状态？若是，则按第一阶段的变轨策略开始变轨，否则返回至星箭分离步骤；开始变轨后，判断卫星是否进入远地点点火弧段，若是则建立化学推力器变轨点火姿态，变轨化学推力器点火，出点火弧段后关闭变轨化学推力器，转为对地偏航姿态，否则回到上一步骤；转为对地偏航姿态后，判断近地点高度是否调整至8000Km，若是则第一阶段变轨结束，关闭变轨化学推力器，否则返回至按变轨策略开始变轨的步骤。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种小型高轨卫星的自主变轨方法。

背景技术

国内外高轨通信卫星平台中超过50％均采用了混合推进系统，混合推进系统代表了国内外高轨通信卫星平台的主要推进技术路线。

国内外高轨通信卫星主要应用化学推进变轨、电推进位保，而当化学推进变轨出现故障时，可以牺牲寿命应用电推进完成变轨任务，如美国极高频卫星。国内外混合推进系统往往采用化学推进系统作为卫星变轨的主力，电推进系统进行在轨位置保持，不仅因化学推进比冲低而使得卫星规模巨大，且当化学推进系统出现故障时，虽然有可能采用电推进系统耗费较长时间接力完成变轨任务，但卫星在轨寿命的丧失和冗余配置的失效均直接代表了任务的失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型高轨卫星的自主变轨方法，以解决现有的国内外高轨通信卫星化学推进变轨故障导致任务的失败的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型高轨卫星的自主变轨方法，包括：

在第一阶段，首先星箭分离后，确定分离轨道初始瞬间根数，同时变轨化学推力器和姿控化学推力器排气，并进行变轨化学推力器和姿控化学推力器的状态设置，且对电推力器进行排气设置、标定设置和状态设置；

关闭电推力器，打开变轨化学推力器，确定并上注第一阶段的变轨策略，判断星上是否具备变轨状态？

若是，则以近地点高度调整至8000Km以上并保证国内测控弧段不小于3小时为控制目标，按第一阶段的变轨策略开始变轨，否则返回至星箭分离步骤；

开始变轨后，判断卫星是否进入远地点点火弧段，若是则建立化学推力器变轨点火姿态，变轨化学推力器点火，出点火弧段后关闭变轨化学推力器，转为对地偏航姿态，否则回到上一步骤；

转为对地偏航姿态后，判断近地点高度是否调整至8000Km，若是则第一阶段变轨结束，关闭变轨化学推力器，否则返回至按变轨策略开始变轨的步骤。

可选的，在所述的小型高轨卫星的自主变轨方法中，通过三个阶段将小型地球静止轨道卫星从地球转移轨道转移至地球静止轨道，包括：

在第一阶段，变轨化学推力器点火，以快速提升轨道近地点高度至第一高度以上，且国内测控弧段不小于阈值测控弧段为控制目标执行变轨；

在第二阶段，电推力器以所述轨道近地点高度调整至第二高度的同时，轨道倾角调整至阈值倾角、轨道偏心率调整至阈值偏心率为控制目标执行变轨；

在第三阶段，姿控化学推力器点火，以进入目标轨位精度范围内为目标执行定点捕获。

可选的，在所述的小型高轨卫星的自主变轨方法中，所述第一高度为8000Km，所述第二高度为35786Km，所述阈值测控弧段为3小时，所述阈值倾角为0度，所述阈值偏心率为0度；

在所述第一阶段内还执行：

所述变轨化学推力器在120小时内将小型地球静止轨道卫星的轨道近地点高度提升至第一高度以上；

所述小型地球静止轨道卫星的轨道近地点高度提升至第一高度后，关闭所述变轨化学推力器。