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[发明专利]一种基于分段控制的卫星姿态机动方法-CN201710202232.9有效
发明人：钟超;王文妍;石晓涵;秦捷;陈撼 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-03-30 - 公布日： 2019-11-12 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分段控制的卫星姿态机动方法，该方法包含如下步骤：确定卫星姿态机动过程中的姿态；对卫星滚动轴方向分别进行加速、匀速、减速机动控制；对卫星滚动轴方向进行稳定控制；分别对卫星俯仰轴和偏航轴方向进行机动控制；将卫星的滚动轴、俯仰轴和偏航轴切换到稳态控制。本发明利用机动过程加减速的对称性，能够自主将卫星的姿态机动分为加速‑匀速‑减速‑快速稳定‑稳态控制几个过程，每个过程进行相应的控制，实现机动过程自动衔接。
一种基于分段控制卫星姿态机动方法

[发明专利]三轴稳定卫星不用陀螺的姿态获取方法和系统-CN201710146943.9有效
发明人：王新;钟超;李小斌;陈为伟;石晓涵 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-03-13 - 公布日： 2019-10-25 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种三轴稳定卫星不用陀螺的姿态估计方法，包含：利用卫星姿态动力学方程对卫星惯性角速度进行估计，因此可以代替测量卫星角速度的惯性基准单元；利用卫星运动学方程及星敏感器、红外地球敏感器和数字太阳敏感器等对姿态确定值进行滤波估计；同时利用星敏感器、红外地球敏感器和数字太阳敏感器的姿态确定角进行卫星姿态角的估计，并将星敏感器姿态测量值作为基准。本发明取得了不用惯性基准单元，采用星敏感器、红外地球敏感器和数字太阳敏感器等进行卫星姿态角和姿态角速度的估计，提高卫星姿轨控系统可靠性的有益效果。
稳定卫星不用陀螺姿态获取方法系统

[发明专利]姿态机动过程中抑制挠性振动的轨迹规划方法和系统-CN201710060495.0有效
发明人：钟超;石晓涵;吴敬玉;王文妍;张云霞 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-01-25 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开一种用于姿态机动过程中抑制挠性振动的三角函数轨迹规划方法，该方法包含：计算卫星机动过程中最大角加速度和最大角速度；确定角加速度三角函数阶次与残余振动的关系；确定角加速度三角函数阶次与加速时间系数的关系；确定角加速度三角函数阶次；对角加速度进行积分得到角速度和角度轨迹。本发明通过已知的执行机构最大力矩和最大角动量，计算确定三角函数阶次与振动残余量和加速时间系数的关系，通过迭代进而确定星体机动过程中三角函数角加速度指令的阶次，再对角加速度指令进行积分得到角速度和角度指令，通过对角加速度轨迹进行以挠性附件振动残余量为约束的设计规划，可以有效的抑制挠性附件的振动。
一种用于姿态机动过程抑制振动三角函数轨迹规划方法系统

[发明专利]一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法-CN201710293551.5有效
发明人：张云霞;吴敬玉;李小斌;郭思岩;石晓涵 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-04-28 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种卫星半物理仿真试验中星地时间同步的测试方法，包含：S1、建立卫星动力学仿真模型，并运行至卫星动力学仿真计算机中；S2、产生同步的秒脉冲信号，分别发送至星上计算机和卫星动力学仿真计算机；S3、卫星动力学仿真模型实时接收星上计算机发送的时间信号，与秒脉冲信号对应的时间信号比较，判断正确后作为轨道计算时间，并计算得到卫星姿态四元数；S4、采用星敏感器电信号源接收卫星动力学仿真计算机发送的卫星姿态四元数，模拟在轨星空并传输至星敏感器，再通过星敏感器与星上计算机形成闭环控制。本发明可减少数据传输中的时间延迟，保证星上计算机与地面卫星动力学仿真计算机的时间同步，提高卫星控制系统的测试精度。
一种卫星物理仿真试验时间同步测试方法

[发明专利]一种姿态控制推力器的控制方法-CN201710081266.7有效
发明人：张艳召;陈为伟;石晓涵;张云霞;张增安 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-02-15 - 公布日： 2019-08-30 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提供一种姿态控制推力器的控制方法，包括以下步骤：步骤一、星上控制软件根据姿态控制算法解算三个方向的脉冲宽度；步骤二、星上控制软件对需复用推力器的两轴，计算脉冲宽度并进行限幅处理；步骤三、星上控制软件将限幅后的脉冲宽度叠加发送给复用的推力器。本发明通过对两轴控制复用的推力器脉宽进行等比叠加，实现同时进行两轴控制，提高姿态控制的抗干扰能力。
一种姿态控制推力方法

[发明专利]一种陀螺组合的角速度信号模拟方法-CN201710089994.2有效
发明人： 石晓涵;钟超;张云霞;钟金凤;李小斌 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-02-20 - 公布日： 2019-05-31 - 主分类号： G01C19/00 文献下载
摘要：一种陀螺组合的角速度信号模拟方法，将陀螺组合水平放置在地基上，陀螺组合分别与地面动力学仿真计算机和星上计算机硬件连接，地面动力学仿真计算机将仿真计算获得的卫星姿态角速度与陀螺组合三轴上的地球自转角速度分量的差值作为陀螺组合需要模拟的角速度值输出给陀螺组合，陀螺组合接收地面动力学仿真计算机的输入数据后，输出卫星姿态角速度数据给星上计算机。本发明解决了使用陀螺组合测试口时地球自转角速度带来的影响，同时也解决了地面闭环试验时无运动模拟器不能接入使用陀螺数据的问题，使陀螺组合接入卫星姿态控制系统不再受限于运动模拟器，加强了陀螺组合地面验证的有效性和真实性。
一种陀螺组合角速度信号模拟方法

[发明专利]基于嵌入式VxWorks的卫星姿轨控系统的故障模拟系统及方法-CN201610885001.8有效
发明人：钟金凤;吴敬玉;张云霞;贾艳胜;石晓涵;裴甲瑞 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2016-10-10 - 公布日： 2019-05-07 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于嵌入式VxWorks的卫星姿轨控系统的故障模拟系统及方法，采用宿主机‑目标机技术实现单机的模型及故障模式，包含：故障模拟宿主机，运行Matlab建模软件，基于Simulink进行故障模型建立，并生成VxWorks实时操作系统下的目标应用程序；故障模拟目标机，其与所述的故障模拟宿主机通过网络连接，运行VxWorks实时操作系统和目标应用程序进行故障仿真；故障注入及指令控制机，其分别与所述的故障模拟目标机以及星上单机连接，用于发送单机的故障模式指令，实现故障模拟目标机的单机模型串口与星上单机的真实单机串口之间的切换。本发明可进行故障诊断与系统重构试验，提高卫星姿轨控系统单机硬件和姿态轨道工作在故障模式的容错能力，保证卫星的安全性。
基于嵌入式 vxworks 卫星姿轨控系统故障模拟方法

[发明专利]一种双星敏感器在轨实时交互的修正方法-CN201610972413.5有效
发明人：郭思岩;王文妍;钟金凤;张艳召;石晓涵;张云霞;李小斌 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2016-11-04 - 公布日： 2019-03-26 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种双星敏感器在轨实时交互的修正方法，包含：根据第一、第二星敏感器输出的卫星姿态四元数信息，以及第一、第二星敏感器与卫星本体的安装关系，得到基于第一、第二星敏感器的卫星本体坐标系相对地心惯性坐标系的四元数信息，并分别与星上轨道计算的当前时间进行同步计算；根据时间同步后的两个星敏感器的卫星本体坐标系相对地心惯性坐标系的四元数信息，计算第一星敏感器与第二星敏感器之间的实时交互的修正偏差，最终对第一或第二星敏感器进行实时交互修正。本发明能降低星敏感器与卫星基准之间因慢变及形变而引起的姿态偏差，保证卫星高精度的三轴姿态确定精度。
一种双星敏感实时交互修正方法

[发明专利]一种利用正交安装飞轮控制避免过零的方法-CN201710049171.7有效
发明人：王文妍;吴敬玉;石晓涵;陈为伟;秦捷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-01-20 - 公布日： 2019-01-25 - 主分类号： B64G1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用正交安装飞轮控制避免过零的方法，其包含：根据当前卫星信息，分别计算X方向飞轮，Y方向飞轮以及Z方向飞轮分别需要产生的指令转速ω_cx(k)、ω_cy(k)、ω_cz(k)；将一对称偏置Δω_x分配到X方向的H_X1和H_X2两个飞轮上，使飞轮H_X1与飞轮H_X2的转速均不过零；对Y向飞轮H_Y的角动量卸载一偏置H_y0使Y向飞轮H_Y转速不过零；对Z向飞轮H_Z的角动量卸载一偏置H_z0使Z向飞轮H_Z转速不过零，该偏置H_z0根据外干扰力矩在卫星本体三周坐标系下X方向的常值分量T_ω0x确定。其优点是：在不影响系统要求的前提下通过利用正交安装飞轮使飞轮转速变高从而避免转速过零，以达到工作在此工况下的飞轮轴承组件的润滑环境较好，对其寿命有利。
一种利用正交安装飞轮控制避免方法

[发明专利]导航接收机定轨误差对卫星姿态精度的影响的确定方法-CN201610452918.9有效
发明人：王文妍;何益康;吴敬玉;刘德庆;石晓涵 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2016-06-21 - 公布日： 2018-04-20 - 主分类号： G01S19/40 文献下载
摘要：一种导航接收机定轨误差对卫星姿态精度的影响的确定方法，充分利用导航接收机输出的位置速度与轨道根数之间的关系，提取了位置速度误差对姿态确定精度影响之间的表达式，通过他们之间的转换关系，成功分析解算出位置和速度的误差对姿态角在三个方向分别带来的传递关系，可以给出任意位置导航误差对姿态的影响，对工程设计中导航误差分配与姿态确定误差分析提供了直观方法。
导航接收机误差卫星姿态精度影响确定方法

[发明专利]一种星敏感器安装热变形修正方法-CN201710202807.7在审
发明人：吴敬玉;郭思岩;石晓涵;钟超;钟金凤 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-03-30 - 公布日： 2017-07-11 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种星敏感器安装热变形修正方法，包含如下步骤S1，在卫星遥控注数模块中，预留热变形修正参数上注接口；S2，将第一星敏感器接入系统，整理其接入后多轨遥测下传数据，提取有效的卫星姿态角、第一、二星敏感器的测量姿态角和卫星的纬度幅角的数据；S3，将第二星敏感器的测量姿态角与卫星姿态角比较得出第二星敏感器姿态偏差；S4，通过傅里叶级数拟合函数表示第二星敏感器的测量姿态角偏差与卫星纬度幅角的关系，并求取所述的傅里叶级数拟合函数的相关系数；S5，将拟合的参数值通过遥控注数包上注到卫星遥控注数模块中。
一种敏感安装变形修正方法

[发明专利]一种卫星控制系统故障诊断测试方法-CN201710071418.5在审
发明人：裴甲瑞;王新;吴敬玉;石晓涵;陈秀梅 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-02-09 - 公布日： 2017-06-30 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种卫星控制系统故障诊断测试方法，控制故障模拟装置进行内部切换，使星载计算机与故障模拟器的相应接口接通实现数据交互；故障模拟控制计算机发送相关产品的故障类型、故障数据和故障次数；故障模拟器模拟相应故障，并输出与产品匹配的物理特性信号至星载计算机；星载计算机进行故障诊断，并进行故障切换与系统重构。本发明可以有效对卫星控制系统的故障诊断与系统重构方案进行全面测试，同时即不破坏产品的物理状态，也能更接近于真实在轨飞行的产品组成。该方法大大提高了以往测试方法的全面性、真实性和可靠性，对确保卫星控制系统的可靠稳定运行具有积极作用。
一种卫星控制系统故障诊断测试方法

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