[发明专利]不稳定多星串联编队系统星间距离保持控制方法有效

专利信息
申请号: 202310454702.6 申请日: 2023-04-25
公开(公告)号: CN116166049B 公开(公告)日: 2023-07-07
发明(设计)人: 魏小莹;段玉瑞;王大鹏;曾光;薛永泰;廖杰;孙振江;王露莎;李栋林;熊菁;崔鹏;王莉 申请(专利权)人: 中国西安卫星测控中心
主分类号: G05D1/10 分类号: G05D1/10
代理公司: 西安亚信智佳知识产权代理事务所(普通合伙) 61241 代理人: 张西娟
地址: 710043 陕西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 不稳定 串联 编队 系统 间距 保持 控制 方法
【说明书】:

本公开是关于一种不稳定多星串联编队系统星间距离保持控制方法。该方法包括:将编队系统中的每个卫星分别作为候选基准星,根据编队系统中每个候选基准星对应的其他卫星与该候选基准星的相对轨道衰减率,确定编队系统中的目标基准星;将编队系统中卫星间的距离约束转化为编队系统中其他卫星与目标基准星的距离保持约束;根据编队系统中其他卫星与目标基准星的距离保持约束、相对位置关系及自身轨道衰减率大小情况,选择编队距离保持控制策略;基于保持控制策略规划距离保持控制。本公开可用于指导不同载荷类型、不同面质比、不同控制性能的多星近距离编队低轨卫星系统,开展距离保持控制工作,有效减少构型保持控制批次,节省卫星燃料。

技术领域

本公开涉及航天器测控技术领域,尤其涉及一种不稳定多星串联编队系统星间距离保持控制方法。

背景技术

多星编队系统通过星间协同工作实现数据的获取、处理、分析,可以完成许多复杂的空间任务,在空间科学、空间应用、空间安全等领域具有广阔的应用前景。特别是由多个不同载荷类型的小卫星组成的近距离串联编队系统,能够实现快速感知、综合侦察、跟踪监视等协同应用。这种系统的卫星具有载荷不同,面质比不同,轨道衰减率不同,是一种不稳定编队,编队距离保持控制约束条件复杂,具有一定的技术难度;星间碰撞风险大,控制保持环要求高;控制频繁,控制批次多,工作量大。

因此,有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种不稳定多星串联编队系统星间距离保持控制方法,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例提供的一种不稳定多星串联编队系统星间距离保持控制方法,该方法包括:

将编队系统中的每个卫星分别作为候选基准星,根据所述编队系统中每个所述候选基准星对应的其他所述卫星与该候选基准星的相对轨道衰减率,确定所述编队系统中的目标基准星;

将所述编队系统中卫星间的距离约束转化为所述编队系统中其他所述卫星与所述目标基准星的距离保持约束;

根据所述编队系统中其他所述卫星与所述目标基准星的距离保持约束、相对位置关系及自身轨道衰减率大小情况,选择编队距离保持控制策略;

基于所述保持控制策略规划距离保持控制。

本公开的实施例中,所述将编队系统中的每个卫星分别作为候选基准星,根据所述编队系统中每个所述候选基准星对应的其他所述卫星与该候选基准星的相对轨道衰减率,确定所述编队系统中的目标基准星的步骤中包括:

计算所述编队系统中的其他所述卫星与所述候选基准星的相对轨道衰减率。

本公开的实施例中,所述将编队系统中的每个卫星分别作为候选基准星,根据所述编队系统中每个所述候选基准星对应的其他所述卫星与该候选基准星的相对轨道衰减率,确定所述编队系统中的目标基准星的步骤中包括:

对每个所述候选基准星对应的其他所述卫星的相对轨道衰减率绝对值求和,得到该候选基准星的综合轨道衰减率。

本公开的实施例中,所述对每个所述候选基准星对应的其他所述卫星的相对轨道衰减率绝对值求和,得到该候选基准星的综合轨道衰减率的步骤之后包括:

根据每个所述候选基准星,以及其他所述卫星与每个所述候选基准星的相对轨道衰减率,绘制出不同所述候选基准星对应的其他所述卫星的相对轨道衰减率分布曲线,并结合每个所述候选基准星的所述综合轨道衰减率,选择所述相对轨道衰减率分布集中、所述综合轨道衰减率最小的候选基准星作为所述目标基准星。

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