[发明专利]一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法

权利要求书

1.一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于，包括：

建立卫星结构有限元模型；

对星上柔性结构有限元模型进行模型降阶处理，获得卫星降阶后的动力学模型；

建立卫星在轨热分析模型；

对卫星在轨热分析模型开展分析，获得热分析模型中各个节点的温度，将卫星在轨热分析模型中各个节点的温度映射到卫星降阶后的动力学模型中，获得卫星降阶后的动力学模型中各个节点的温度、热应变和热应力，形成节点温度载荷矩阵，作为内力施加在卫星降阶后的结构动力学模型上；建立卫星太阳辐射力模型，得到作用在星体各部件上的太阳辐射力矩阵，并通过虚功率原理，将太阳辐射力作为外力施加在卫星降阶后的动力学模型的节点上；

计算得到卫星各物体的受到的地球和月球引力，将其作为引力外载荷矩阵施加在卫星降阶后的动力学模型中各部件的质心上；

利用节点温度载荷矩阵、太阳辐射力矩阵和卫星各物体的引力外载荷矩阵，确定卫星柔性动力学方程；

对卫星柔性动力学方程进行数值积分，得到下一时刻的卫星动力学方程广义坐标；

根据新时刻下的卫星动力学方程广义坐标，以及卫星降阶后的动力学模型对应的柔性结构模态振型，确定下一时刻天线有限元模型上各个点的位置；

根据下一时刻天线有限元模型上各个点的位置，拟合天线型面，计算得到该天线型面对应的天线远场方向图。

2.根据权利要求1所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于：所述星上柔性结构包括：太阳翼和天线。

3.根据权利要求1所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于：采用惯性完备性原则，对星上柔性结构有限元模型进行模型降阶处理。

4.根据权利要求1所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于：采用Zernike多项式拟合天线型面。

5.根据权利要求1～4任意之一所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于，所述卫星柔性动力学方程，具体为：

其中，M为卫星系统广义质量矩阵；X表示卫星系统的广义坐标，F_GenForce表示卫星推力器扰动力矩阵，F_therm表示节点温度载荷矩阵，F_sol表示卫星太阳辐射力矩阵，F_grav表示引力外载荷矩阵。

6.根据权利要求5所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于：所述卫星太阳辐射力模型根据卫星本体、太阳翼和天线的几何参数、吸收率、透光率和反射率建立。

7.根据权利要求5所述的一种考虑多场效应的卫星天线在轨方向图确定方法，其特征在于：所述卫星各物体的受到的地球和月球引力根据卫星各部件的质量、惯量特性和卫星系统拓扑构型，并利用万有引力公式确定。