[发明专利]一种指向过程中的保测控控制方法

权利要求书

1.指向过程中的保测控控制方法，其特征在于包括：

以保证光学主轴严格指向目标，保证地球矢量方向与测控天线主轴夹角为锐角的基本思路，确定服务飞行器三轴姿态控制策略；

在上述三轴姿态控制过程中，若滚动角计算出现奇异，则通过临近奇异时的积分策略保证平稳跨过奇异状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：服务飞行器三轴姿态控制策略具体为：通过相对导航信息得到两星连线方向作为输入，基于目标指向控制约束俯仰、偏航两轴的控制；通过绝对导航得到服务飞行器轨道系与本体系的姿态转换关系，继而基于偏航轴对地需求约束滚动轴控制，以保证本体+Z_b轴与地球矢量方向夹角为锐角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：通过约束滚动轴控制，保证服务飞行器质心与地球质心连线方向在服务飞行器本体系X_bO_bZ_b平面内，进而保证本体+Z_b轴与地球矢量方向夹角为锐角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当服务飞行器质心、目标质心、地心三点共线时，当服务飞行器本体系+X_b轴与轨道系+Z_o(-Z_o)夹角小于防奇异保护阈值时判断滚动角计算出现奇异。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：临近奇异时的积分策略如下：

计算服务飞行器本体系+X_b轴与轨道系+Z_o夹角θ_{Xb_Zo}，并判断，若θ_{Xb_Zo}连续n拍夹角小于λ，或连续n拍大于180°-λ时，利用下式计算当前拍k的滚动姿态角

其中ω_box为本体系相对于轨道系角速度在+X_b轴分量，T_ctrl为控制周期，λ为防奇异保护阈值，为上一拍计算的有效的滚动姿态角。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：防奇异保护阈值取值范围5°～10°。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的n取值10-15。

8.一种指向过程中的保测控控制系统，其特征在于包括控制模块、奇异判断模块；

所述控制模块以保证光学主轴严格指向目标，保证地球矢量方向与测控天线主轴夹角为锐角的基本思路，确定服务飞行器三轴姿态控制策略；

所述奇异判断模块在上述三轴姿态控制过程中根据控制模块计算的滚动姿态角进行判断，若滚动姿态角计算出现奇异，则通知控制模块通过临近奇异时的积分策略保证平稳跨过奇异状态。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述控制模块确定服务飞行器三轴姿态控制策略具体为：通过相对导航信息得到两星连线方向作为输入，基于目标指向控制约束俯仰、偏航两轴的控制；通过绝对导航得到服务飞行器轨道系与本体系的姿态转换关系，继而基于偏航轴对地需求约束滚动轴控制，以保证本体+Z_b轴与地球矢量方向夹角为锐角。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述控制模块通过临近奇异时的积分策略保证平稳跨过奇异状态具体方式如下：

利用下式计算当前拍k的滚动姿态角

其中ω_box为本体系相对于轨道系角速度在+X_b轴分量，T_ctrl为控制周期，λ为防奇异保护阈值，为上一拍计算的有效的滚动姿态角。