[发明专利]模拟式太阳敏感器的全天区太阳矢量自主捕获控制方法

说明书

本发明公开了一种模拟式太阳敏感器的全天区太阳矢量自主捕获控制方法，包括：若模拟式太阳敏感器未受到光照或滚动轴太阳角绝对值大于设定阈值γ，则控制所述卫星平台绕滚动轴以恒定转速转动以寻找太阳。滚动轴转动过程中，若滚动轴转动一整圈仍未发现太阳，或滚动轴太阳角已经受控收敛，则开始控制卫星平台绕俯仰轴以恒定转速转动以寻找太阳。俯仰轴转动过程中，若模拟式太阳敏感器受到光照且俯仰轴太阳角绝对值小于或者等于设定阈值γ，则将俯仰轴切换到斜开关线控制律，使俯仰轴太阳角逐渐收敛。本发明解决了0‑1式太阳敏感器易受遮挡或光线反射输出错误太阳方位，导致卫星捕获太阳逻辑错乱的问题。

技术领域

本发明涉及卫星姿态与轨道控制技术，特别涉及一种仅依靠有限视场模拟式太阳敏感器的全天区太阳矢量自主捕获控制方法。

背景技术

太阳敏感器是卫星上常用的一类太阳方位探测器件，通常包含0-1式、模拟式和数字式三种，目前国内大部分卫星配置0-1式和模拟式来获取太阳方位，其中0-1式太阳敏感器用于判别太阳在卫星本体基准下的大致方位，模拟式太阳敏感器能够输出一定精度的太阳方位角，二者配合能够完成太阳捕获与对日定向控制。

传统卫星载荷相对较小，卫星平台上有较为充足的空间来进行太阳敏感器布局，且卫星姿态机动模式较为简单，能够保证0-1式太敏获得较好的光照条件，避免发生受到遮挡过反射光影响。随着对地遥感和空间观测等精度要求的提升，载荷的体量越来越大，压缩了星上太阳敏感器的布局空间，再加上卫星姿态机动模式的多样化、机动角度的增加，使的在轨飞行期间，0-1式太阳敏感器有较大的可能被天线、电池阵、桁架等外伸部件遮挡，或受到它们的反射光照射，从而输出错误的太阳方位信息，扰乱卫星在轨正常捕获太阳逻辑，甚至导致无法捕获太阳。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种仅依靠有限视场模拟式太阳敏感器的全天区太阳矢量自主捕获控制方法，在0-1式太阳敏感器布局条件和在轨光照条件不佳，控制系统能够隔离0-1式太阳敏感器的条件下，利用模拟式太阳敏感器高可靠性特点，通过卫星平台的转动完成对全部天区的遍历扫描，确保模拟式太阳敏感器能够发现太阳，并在发现后立即完成太阳捕获和对日定向。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种模拟式太阳敏感器的全天区太阳矢量自主捕获控制方法，将模拟式太阳敏感器安装在卫星平台的-Zb面上，包括：

步骤S1、在陀螺数据有效的条件下，若所述模拟式太阳敏感器未受到光照或滚动轴太阳角绝对值大于设定阈值γ，则控制所述卫星平台绕滚动轴以恒定转速转动以寻找太阳。

步骤S2、滚动轴转动过程中，若模拟式太阳敏感器受到光照且滚动轴太阳角绝对值小于或等于设定阈值γ，则将滚动轴切换到斜开关线控制律，使滚动轴太阳角逐渐收敛。

步骤S3、若滚动轴转动一整圈仍未发现太阳，或滚动轴太阳角已经受控收敛，则开始控制卫星平台绕俯仰轴以恒定转速转动以寻找太阳。

步骤S4、俯仰轴转动过程中，若模拟式太阳敏感器受到光照且俯仰轴太阳角绝对值小于或者等于设定阈值γ，则将俯仰轴切换到斜开关线控制律，使俯仰轴太阳角逐渐收敛。

步骤S5、若俯仰轴太阳角收敛后，滚动轴太阳角尚未收敛，则返回所述步骤S1。

可选地，所述步骤S2还包括：在滚动轴发现太阳且滚动轴太阳角进入设定阈值γ以内后，将滚动轴切换到斜开关线控制律，完成滚动轴捕获太阳并对日定向。

可选地，所述步骤S4包括：在俯仰轴发现太阳且俯仰轴太阳角进入设定阈值γ以内后，将俯仰轴切换到斜开关线控制律，完成俯仰轴捕获太阳并对日定向。

可选地，所述步骤S5包括：在俯仰轴捕获太阳后，若滚动轴太阳角仍未收敛，则返回步骤S1。