[发明专利]太阳同步轨道卫星单视场星敏感器安装指向设计方法

摘要

本发明公开了一种太阳同步轨道卫星单视场星敏感器安装指向设计方法，该方法提出了一种卫星在轨运行期间杂散光与卫星本体坐标系间的矢量模型，该模型可以分析出卫星在轨运行期间杂散光与卫星本体坐标系的矢量关系，通过建立不同工况条件下杂散光与卫星本体坐标系边界曲线数学方程，解算出单视场星敏感器安装条件下星敏感器指向方程，并得出在不同指向条件下为抑制杂散光星敏感器遮光罩设计最大太阳光、地气光遮蔽角。本发明具有如下优点：解决太阳同步轨道航天器所安装星敏感器为避免杂散光影响安装指向问题，同时为不同安装指向条件下单视场星敏感器遮光罩最大太阳光、地气光遮蔽角设计提供理论依据。

主权项

1.一种太阳同步轨道卫星单视场星敏感器安装指向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置太阳同步轨道参数、卫星参数、STK软件中高精度轨道预报HPOP阻力模型参数；S2：在STK软件中进行HPOP仿真，确定卫星在轨运行期间太阳光与卫星本体坐标系三轴矢量夹角，其中，所述卫星本体坐标系中，Z轴指向地心，X轴为卫星前进方向，Y轴由右手定则确定，α为太阳光与X轴夹角，β为太阳光与Y轴夹角，γ为太阳光与Z轴夹角；S3:根据地球半径、大气层高度计算确定地气光与卫星本体边界夹角；S4：根据所述卫星在轨运行期间太阳光与卫星本体坐标系三轴矢量夹角，确定所述卫星在无机动状态下，太阳光相对卫星本体坐标系边界数学方程；根据所述地气光与卫星本体边界夹角确定所述卫星在无机动状态下，地气光相对卫星本体坐标系边界数学方程；S5：设置卫星机动状态下最大侧摆角和俯仰角，根据坐标系旋转矩阵确定所述卫星在不同机动状态下太阳光、地气光相对卫星本体坐标系边界曲线数学方程，以及各种工况条件下卫星本体坐标系不受杂光影响区域；S6：根据各种工况条件下卫星本体坐标系不受杂光影响区域，确定单视场星敏感器安装条件下为避免杂散光影响星敏感器安装指向范围数学方程，其中，所述星敏感器安装指向范围数学方程包括：式中，σ为在YZ安装平面内太阳光右侧摆边界与Y轴向夹角，τ为在YZ安装平面内地气光左侧摆边界与Y轴向夹角；以及S7：根据右侧摆太阳光边界曲线和左侧摆地气光边界曲线确定单视场星敏感器最大太阳光遮蔽角、地气光遮蔽角关系，根据遮光罩设计原则判断安装区间是否满足设计要求；若满足设计要求，设计结束；若不满足设计要求，执行步骤S5，重新设置卫星机动状态下最大侧摆角、俯仰角，或使其在部分工况下可用。