[发明专利]一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法

权利要求书

1.一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)计算太阳矢量在轨道系中的坐标；

(2)基于太阳矢量在轨道系中的坐标，确定航天器帆板正常工作时或航天器帆板发生故障时，航天器本体的目标姿态和航天器帆板的目标转动规律：

航天器帆板正常工作时：

当航天器的太阳高度角≥45°时，控制航天器本体的目标姿态为维持对地姿态，控制航天器帆板的目标转动规律为转动对日；

当航天器的太阳高度角＜45°时，控制航天器本体的目标姿态为偏航对日，根据航天器本体的目标姿态确定航天器帆板的目标转动规律；

航天器帆板发生故障时：

控制航天器本体的目标姿态为-Z轴对日，控制航天器帆板的目标转动规律为保持不动，所述-Z轴所在坐标系为航天器本体坐标系。

2.根据权利要求1所述的一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，

航天器帆板正常工作时：

当航天器的太阳高度角≥45°时，控制航天器本体的目标姿态为维持对地姿态，控制航天器帆板的目标转动规律为转动对日的具体方法为：

θ_r＝0，ψ_r＝0；

当航天器的太阳高度角＜45°时，控制航天器本体的目标姿态为偏航对日，根据航天器本体的目标姿态确定航天器帆板的目标转动规律的具体方法为：

θ_r＝0，

其中，为航天器本体的目标滚动角，θ_r为航天器本体的目标俯仰角，ψ_r为航天器本体的目标偏航角，α_FS为航天器帆板的目标转角，为航天器帆板的目标角速度，S_ox、S_oy、S_oz为太阳矢量在轨道系中的坐标，ω_o为轨道角速度。

3.根据权利要求2所述的一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，控制航天器本体的目标姿态为-Z轴对日，控制航天器帆板的目标转动规律为保持不动的具体方法为：

θ_r＝arcsin(C_SO(3,1))，

α_FS＝0；

其中，C_SO(i,j)为对日目标姿态矩阵C_SO的第i行、第j列个元素，i＝1,2,3，j＝1,2,3；

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中，太阳矢量在轨道系中的坐标S_ox、S_oy、S_oz根据太阳矢量在惯性系中的坐标S_ix、S_iy、S_iz转换得到：

其中，C_oi为惯性系到轨道系的转换矩阵；

太阳矢量在惯性系中的坐标S_ix、S_iy、S_iz的计算方法为：

其中，u_Sun为当前时刻的太阳轨道幅角，Ω_sun为初始时刻的太阳升交点赤经，i_sun为太阳轨道倾角。

5.根据权利要求4所述的一种航天器能源安全对日目标姿态计算方法，其特征在于，

其中，M_Sun为当前时刻的太阳平近点角，e_Sun为太阳偏心率，ω_Sun为初始时刻的太阳近地点幅角；

其中，为太阳平近点角变化率，t为当前时刻，t₀为初始时刻，为初始时刻的太阳平近点角。