[发明专利]基于推进剂预算的低轨椭圆轨道卫星成功入轨判定方法

摘要

基于推进剂预算的低轨椭圆轨道卫星成功入轨判定方法，通过得到远地点、近地点、偏心率、倾角调整量与推进剂消耗量的关系，利用卫星变轨所能提供的总推进剂消耗量得到包含远地点、近地点、偏心率、倾角调整量的入轨成功判断公式；根据各方约束确定卫星允许提供的初始变轨推进剂量，在星箭分离后确定卫星的远地点、近地点、偏心率、倾角的偏差量，利用判断公式对卫星是否能成功入轨进行判断。本发明方法采用轨道机动理论及公式，所得到的解析计算公式，准确合理、简洁高效，易于操作、特别适合运载发射成功与否快速判断；在运载发射中出现问题之后为卫星实施抢救措施提供依据及指导。

主权项

1.基于推进剂预算的低轨椭圆轨道卫星成功入轨判定方法，其特征在于包括如下步骤：(1)计算得到在低轨近圆轨道的约束下半长轴调整量与推进剂消耗量的关系其中ΔM_a为变轨所需的推进剂，Δa为半长轴调整量，M为卫星初始质量，v为平均速度，a为卫星初始半长轴，I为发动机比冲，g为重力加速度；(2)计算得到在低轨近圆轨道的约束下偏心率调整量与等效成半长轴调整量的关系，进而得到偏心率调整量、半长轴调整量与推进剂消耗量的关系如下：如果通过半长轴调整同时调整偏心率，不额外消耗推进剂，即ΔM_e＝0；其中Δe为偏心率调整量，ΔM_e为调整偏心率所需的推进剂；如果通过半长轴调整同时调整部分偏心率，剩余的偏心率需要额外消耗推进剂，即(3)计算得到在低轨近圆轨道的约束下倾角调整量与推进剂消耗量的关系其中ΔM_i为调整偏心率所需的推进剂，Δi为偏心率调整量；(4)利用卫星变轨所能提供的总推进剂消耗量得到包含半长轴调整量、偏心率调整量与倾角调整量的低轨近圆轨道入轨成功判据公式；具体步骤为：半长轴调整量与推进剂消耗量的关系为偏心率调整量、半长轴调整量与推进剂消耗量的关系为：如果ΔM_e＝0；如果倾角调整量与推进剂消耗量的关系初轨调整所需的总推进剂ΔM为ΔM＝ΔMa+ΔMi+ΔMe卫星成功入轨判定方法为判断下式是否成立ΔM≤M0其中M0为卫星变轨所能提供的总推进剂消耗量；最终得到基于推进剂预算的低轨近圆轨道卫星成功入轨判据公式为：其中为全部推进剂用于调整半长轴的能力；为全部推进剂用于调整倾角的能力；(5)计算得到低轨椭圆轨道近地点变轨与远地点变轨能力与等效圆轨道半长轴变轨能力的关系，利用低轨近圆轨道的变轨能力计算公式推导出基于推进剂预算的低轨椭圆轨道卫星成功入轨判据公式；(6)根据各方约束确定卫星允许提供的初始变轨推进剂量，在星箭分离后确定卫星的远地点、近地点、偏心率、倾角的偏差量，利用基于推进剂预算的低轨椭圆轨道卫星成功入轨判据进行判断；如果满足，则可成功入轨；如果不满足，则不能成功入轨。