[发明专利]一种基于轮控模式的轨道控制方法

摘要

本发明公开了一种基于轮控模式的轨道控制方法，本发明针对太阳同步轨道卫星高精度轨道冻结的特点，在轨道控制中采用双频GPS和DORIS定轨+高精度星敏定姿+高精度轮控的控制方法，提高了卫星轨道控制精度，实现卫星的高精度轨道冻结任务，是以往从未采用过的卫星轨道控制方法。从2011年开始，本发明已经成功应用于多颗太阳同步轨道卫星的轨道控制，轨道控制精度达到世界先进水平，取得了良好的效果。

主权项

一种基于轮控模式的轨道控制方法，其特征在于步骤如下：（1）地面根据接收的星上双频GPS和DORIS的定轨数据和试变轨目标轨道确定试变轨发动机组合、试变轨开始时刻和试变轨时间长度；（2）变轨前，地面首先向卫星注入姿控指令使卫星运行在星敏陀螺定姿模式，并采用动量轮进行姿态控制，在由动量轮进行姿态控制过程中采用磁力矩器卸载动量轮的偏差角动量；（3）地面再次向卫星注入姿控指令使双频GPS和DORIS的定轨数据引入卫星控制系统，星敏陀螺利用双频GPS和DORIS的定轨数据进行高精度定姿；（4）地面将包含试变轨目标轨道、试变轨发动机组合、试变轨开始时刻和试变轨时间长度的试变轨指令注入到卫星，使卫星按照试变轨指令进行试变轨；（5）在试变轨过程中，卫星运行在星敏陀螺定姿模式，星敏陀螺利用双频GPS和DORIS的定轨数据进行高精度定姿，定姿完成后由动量轮进行轨控过程中的姿态控制，再由磁力矩器卸载动量轮的偏差角动量；（6）试变轨结束后，地面根据实时接收的双频GPS和DORIS定轨数据对轨控发动机进行标定，得到轨控发动机初始标定系数；（7）地面根据实时接收双频GPS和DORIS的定轨数据、正式变轨目标轨道和轨控发动机初始标定系数确定正式变轨发动机组合、正式变轨开始时刻和正式变轨时间长度；（8）地面将包含式变轨目标轨道、正式变轨发动机组合、正式变轨开始时刻和正式变轨时间长度的正式变轨指令注入到卫星，使卫星按照正式变轨指令进行变轨；（9）在正式变轨过程中，卫星运行在星敏陀螺定姿模式，星敏陀螺利用双频GPS和DORIS的定轨数据进行高精度定姿，定姿完成后由动量轮进行轨控过程中的姿态控制，再由磁力矩器卸载动量轮的偏差角动量；（10）正式变轨结束后，地面根据双频GPS和DORIS的定轨数据对轨控发动机进行正式标定，得到轨控发动机正式标定系数；（11）在卫星运行过程中，如需再次变轨，地面根据实时接收双频GPS和DORIS的定轨数据、变轨目标轨道和轨控发动机上一次变轨后的标定系数确定变轨发动机、变轨开始时刻和变轨时间长度；然后按照步骤（9）‑（10）的方法为后续变轨提供轨控发动机标定系数；（12）直至轨道控制结束。