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[发明专利]基于太阳图像的星敏感器安装修正方法和系统-CN202211665345.X在审
发明人：张恒;陈建新;蒋锋;赵坚;张健;李彦之;聂章海;林荣峰 -专利权人：上海卫星工程研究所
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于太阳图像的星敏感器安装修正方法和系统，包括：令卫星在稳态对日模式下，控制太阳空间望远镜连续采集太阳全日面图像；采用拟合法进行边缘检测和日心提取，并对质心坐标进行多帧平均等处理；根据太阳全日面图像，以及太阳空间望远镜相平面坐标系与卫星本体坐标系间关系，确定卫星需修正角度，以保证太阳图像在视场中心；根据卫星修正角度，计算星敏感器安装矩阵修正值，实现基于太阳图像的星敏感器安装修正。本发明可满足未来太阳探测任务需求，为空间科学卫星高精度太阳观测提供了良好的技术手段，具有工程应用价值。
基于太阳图像敏感安装修正方法系统

[发明专利]量化比较姿态敏感器重构算法可靠性的方法-CN201811511066.1有效
发明人：谭晓宇;聂章海;彭瑞;刘斌;张子龙 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-11 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：一种量化比较姿态敏感器重构算法可靠性的方法，参照旁联系统建立“接力式”重构算法的可靠性模型，参照表决系统建立“表决式”重构算法的可靠性模型，计算“接力式”重构算法可靠性模型的可靠度Rs1(t)和平均失效间隔时间MTBFS1，计算“表决式”重构算法的可靠度Rs2(t)和平均失效间隔时间MTBFS2，计算“接力式”重构算法与“表决式”重构算法的可靠度差值ΔRs(t)和平均失效间隔时间差值ΔMTBF，选择可靠性高的重构算法。本发明建立“接力式”重构算法和“表决式”重构算法的可靠性模型，量化比较两种重构算法的可靠性，计算出两种重构算法的具体可靠性指标差值，为实际工程中选择使用提供理论依据。
量化比较姿态敏感器重算法可靠性方法

[发明专利]对日观测摆扫机动成像的姿态规划与控制的方法及系统-CN202211695312.X在审
发明人：程卫强;张恒;张健;聂章海;袁伟;钱方亮;黄庆龙 -专利权人：上海卫星工程研究所
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提供了一种对日观测摆扫机动成像的姿态规划与控制的方法及系统，包括：通过星敏感器和陀螺的测量信息，计算卫星的对日姿态四元数和对日姿态角速度；根据卫星对日观测的摆扫需求，计算摆扫姿态四元数和摆扫姿态角速度，进而规划姿态机动路径；根据所述姿态机动路径，建立相应的姿态控制律得到控制角动量指令；将所述控制角动量指令分配给飞轮进行姿态控制，进而实现跟踪摆扫姿态机动路径。本发明通过设计摆扫姿态规划算法，将星体当前对日姿态与摆扫姿态的姿态误差四元数作为姿态控制基准，同时设计PD控制律以实现姿态最短路径机动。实现卫星的连续摆扫机动，达到空间望远镜的全日面观测。
对日观测机动成像姿态规划控制方法系统

[发明专利]一种全方位太阳角测量方法及其系统-CN202211664741.0在审
发明人：钱方亮;聂章海;程卫强;程朝阳;张磊 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01C1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种全方位太阳角测量方法及其系统，该系统通过根据卫星对日定向需求情况以及对日方向配置多台模拟太阳角计，并设计其安装方位，根据多台模拟太阳角计测量信息，实现全方位太阳角的计算测量。其优点是：本发明利用多台模拟太阳角计可以实现全方位的太阳角计算，不需要陀螺信息，综合实现了0‑1式太阳敏感器和太阳角计功能，简化了对日定向所需单机配置，降低了系统成本。
一种全方位太阳测量方法及其系统

[发明专利]一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法-CN202211717304.0在审
发明人：林荣峰;聂章海;陈建新;钱方亮;秦栋栋;张磊;张周不染;王丹娜;薛欣 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01R33/025 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法。本发明主要解决卫星受限于内部空间限制，磁强计与蓄电池、驱动电机等磁干扰源距离较近，磁场测量值受干扰的问题，提出了一种利用卫星装载的磁强计标定卫星内部磁干扰的方法，实现卫星内部常值磁干扰的标定补偿，该方法是通过放置卫星于转台，模拟在轨卫星及各单机加电工作状态，旋转转台360度时等间隔10度位置处记录磁强计测量的地磁场数据，拟合计算得到卫星本体三轴在磁强计安装位置处的干扰量。
一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰方法

[发明专利]一种卫星大惯量转动部件的不平衡幅值与相位的在轨调试方法-CN202011347311.7有效
发明人：徐梓尧;鲁启东;陆琳;张子龙;聂章海;彭瑞;徐鹏;陆丹萍;左志丹 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-11-26 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种卫星大惯量转动部件的不平衡幅值与相位的在轨调试方法,转动部件的不平衡量引起的周期性干扰力矩难以由姿轨控分系统直接补偿，会直接影响卫星姿态稳定度指标，通过地面测量得到的转动部件动静不平衡量，给出动静不平衡产生干扰力矩的幅值和相位的估计值，并得到动量轮控制指令电压。采用动量轮前馈补偿方法，求得前馈指令电压调试参数的估计值，在求得的调试参数估计值的基础上，进行在轨注数微调前馈指令电压调试参数，使得卫星的角速度幅值有明显减小。
一种卫星惯量转动部件不平衡相位调试方法

[发明专利]一种利用卫星姿态测量信息进行卫星大惯量转动部件的转动惯量在轨估计方法-CN202011352607.8有效
发明人：徐梓尧;徐鹏;陆琳;聂章海;张子龙;鲁启东;彭瑞;左志丹;陆丹萍 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-11-26 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用卫星姿态测量信息进行卫星大惯量转动部件的转动惯量在轨估计方法，包括：获取卫星在处于姿态稳定状态时的三轴控制力矩；获取卫星残余角动量产生的干扰力矩；根据所述三轴控制力矩和所述干扰力矩，计算卫星补偿角动量与大惯量转动部件在轨真实角动量不一致导致的残余角动量；根据所述残余角动量计算得出大惯量转动部件的在轨真实转动惯量。通过卫星姿态遥测信息进行一系列分析计算，求解出卫星残余角动量与转动部件转动惯量。通过对转动部件转动惯量的修正，能显著提高卫星的在轨姿态稳定度。计算结果对载有大惯量转动部件的卫星在轨转动惯量估计和修正，提高姿态指向精度具有现实意义。
一种利用卫星姿态测量信息进行惯量转动部件转动惯量估计方法

[发明专利]一种基于角速度估计信息和太阳敏感器的捕获太阳方法-CN201811502386.0有效
发明人：刘斌;顾玥;李英波;鲁启东;张子龙;聂章海;彭瑞;陆丹萍;谭晓宇 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-10 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： B64G1/36 文献下载
摘要：本发明公开一种基于角速度估计信息和太阳敏感器的捕获太阳方法。该方法包括：利用卫星体的动力学及运动学方程对星体惯性角速度进行实时估计；利用0‑1式太阳敏感器测量太阳出现在卫星的具体方位和卫星惯性角速度估计值，进行搜索太阳，使得模拟太阳敏感器朝向太阳；根据模拟太阳敏感器量测信息，计算两维姿态角；利用模拟太阳敏感器的两维姿态角和卫星惯性角速度估计信息控制卫星姿态捕获，减小太阳矢量与星体某一轴的夹角，使得卫星的对日定向面捕获太阳。本发明利用惯性角速度估计信息和0‑1式太阳敏感器搜索太阳，再利用惯性角速度估计信息和模拟太阳敏感器捕获太阳，实现了卫星从异常姿态到捕获太阳，保证了卫星在全姿态模式下能源供应和卫星姿态稳定。
一种基于角速度估计信息太阳敏感捕获方法

[发明专利]一种速率模式飞轮姿态控制系统飞轮组合平稳切换方法-CN201910457589.0有效
发明人：李英波;彭瑞;张子龙;聂章海;谭晓宇;刘斌;鲁启东;陆丹萍 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-05-29 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种速率模式飞轮姿态控制系统飞轮组合平稳切换方法，包含：S1，根据飞轮组合切换时刻待退出飞轮wi的指令角动量或实际角动量规划卸载函数；S2，从切换时刻起将规划的卸载函数作为角动量指令施加给退出飞轮wi，将所述飞轮wi的角动量卸载到零；S3，对飞轮施加卸载角动量的同时，将卸载角动量前馈到控制器计算新的控制指令角动量；S4，新的控制量通过飞轮组合B的分配矩阵计算出各飞轮的指令角动量并施加给飞轮组合B中各飞轮。本发明能够使得卫星在飞轮组合切换时不出现姿态抖动而实现平稳切换，从而保证卫星平台在飞轮组合切换期间仍能连续稳定工作。
一种速率模式飞轮姿态控制系统组合平稳切换方法

[发明专利]一种大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法-CN201811522693.5有效
发明人：彭瑞;张子龙;李英波;聂章海;鲁启东;刘斌;谭晓宇;陆丹萍;吴伟清 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-13 - 公布日： 2020-10-27 - 主分类号： G01M1/10 文献下载
摘要：本发明公开一种利用陀螺测量信息进行的卫星大惯量转动部件动不平衡特性在轨估计方法，根据卫星三轴姿态角速度遥测，拟合出三轴惯性角速度正弦函数表达式；计算出卫星三轴惯性角加速度；计算出卫星刚体力矩；计算出太阳电池阵挠性力矩；得出卫星受到的干扰力矩；根据卫星干扰力矩拟合出转动部件的动不平衡幅值和相位。本发明通过陀螺测量信息进行一系列分析计算，求解出动不平衡的幅值与相位，计算结果对转动部件及控制系统的设计改进具有现实意义。
一种惯量转动部件不平衡特性估计方法

[发明专利]一种大角动量转动部件地面仿真测试系统及方法-CN201811475432.2有效
发明人：鲁启东;张子龙;聂章海;谭晓宇;彭瑞;刘斌 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-04 - 公布日： 2020-04-21 - 主分类号： G05B23/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种大角动量转动部件地面仿真测试系统及方法，系统包括大角动量转动部件仿真宿主机和大角动量转动部件远控加载机；本发明采用与真实载荷相同的硬件接口，解决了星载计算机实时接收大角动量转动部件数据，并进行角动量补偿控制的难题。本发明可以真实反映大角动量转动部件的硬件接口和物理特性，具有接口一致性好、参数可实时修改、故障模拟、扩展性好等特点。
一种大角动量转动部件地面仿真测试系统方法

[发明专利]利用角速率估计信息的单套陀螺故障诊断方法-CN201711050657.9有效
发明人：李英波;刘斌;程卫强;程静;刘晓娜;张子龙;聂章海;陆丹萍;吴伟清 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-10-31 - 公布日： 2020-02-14 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：利用角速率估计信息的单套陀螺故障诊断方法，包括以下步骤：S1、设定卫星的姿态动力学模型、卫星的运动学模型和卫星的状态变量；S2、根据卫星的姿态动力学模型、卫星的运动学模型和卫星的状态变量建立状态方程和测量方程；S3、将所述状态方程和测量方程离散化；S4、根据离散化的状态方程和测量方程对测量的卫星的姿态角进行滤波，获得当前拍的姿态角和角速度的估计值；S5、测量卫星的惯性角速度，根据当前拍的角速度的估计值和预定阈值，来判断陀螺是否故障。
利用速率估计信息陀螺故障诊断方法

[发明专利]一种大惯量转动部件的静不平衡特性在轨估计方法及设备-CN201910495914.2在审
发明人：张子龙;彭瑞;李英波;聂章海;谭晓宇;陆丹萍;刘斌;鲁启东 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-06-06 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01M1/20 文献下载
摘要：一种大惯量转动部件的静不平衡特性在轨估计方法及设备，第一力矩获取模块获取卫星刚体力矩，第二力矩获取模块获取太阳电池挠性力矩，第三力矩获取模块根据获取到的卫星刚体力矩和太阳电池挠性力矩获取卫星的干扰力矩，静不平衡获取模块根据所述卫星的干扰力矩获取大惯量转动部件的静不平衡幅值和静不平衡相位。本发明可以高效且可靠的获取到静不平衡的状态，大大提高卫星系统的效率，可靠性和稳定性。
获取模块卫星转动部件刚体惯量挠性卫星系统

[发明专利]一种卫星转动部件的角动量补偿方法-CN201710842041.9有效
发明人： 聂章海;张子龙;李英波;田华;张大伟;谭晓宇;彭瑞;刘斌;鲁启东 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-09-18 - 公布日： 2019-11-29 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明提供一种卫星转动部件的角动量补偿方法，属于卫星姿态控制技术领域，包括如下步骤：(1)获取卫星转动部件对应的补偿角动量；(2)根据卫星的姿态角获取卫星在滚动轴、俯仰轴、偏航轴分别对应的控制角动量；(3)根据所述卫星转动部件对应的补偿角动量以及卫星在滚动轴、俯仰轴、偏航轴分别对应的控制角动量，生成每一个动量轮分别对应的角动量控制指令；(4)根据每一个动量轮分别对应的角动量控制指令控制动量轮进行偏转。
一种卫星转动部件角动量补偿方法

[发明专利]利用星敏感器信息的飞轮控制捕获太阳及对日定向方法-CN201710841818.X有效
发明人：李英波;蒋光伟;张子龙;聂章海;谭晓宇 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-09-18 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G05D1/12 文献下载
摘要：一种利用星敏感器信息的飞轮控制捕获太阳及对日定向方法，包含以下步骤：S1、利用星敏感器测量信息q_bi、太阳在惯性系的方位q_si解算卫星星体内某一矢量坐标系d转换到太阳矢量坐标系的四元数q_sd；S2、利用矢量坐标系转换到太阳矢量坐标系的四元数q_sd、姿态机动最大角速度ω_max和飞轮输出力矩M_m特性计算参数根据参数规划姿态机动路径；S3、根据S2中规划的姿态机动路径设计控制律，将控制量分配到飞轮组，控制卫星实现某一矢量d的对日定向。作为利用太阳敏感器对日定向的补充定向手段，本发明系统简单可靠，且在阴影区就可实施对日定向的功能，弥补太阳敏感器不能不间断定向的缺陷。
对日定向星敏感器姿态机动矢量太阳敏感器飞轮控制太阳矢量四元数捕获太阳飞轮坐标系转换参数规划路径设计输出力矩特性计算卫星星体飞轮组惯性系控制量控制律阴影区解算测量卫星转换补充分配规划

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