[发明专利]一种简单姿态控制下的大倾角轨道卫星太阳帆板指向方法

摘要

一种简单姿态控制下的大倾角轨道卫星太阳帆板指向方法，首先建立卫星质心轨道坐标系、航天器本体坐标系、地心赤道惯性坐标系，并获取太阳光线与卫星轨道平面法线的夹角，然后对夹角进行判断，根据不同夹角控制卫星太阳帆板转动并且调整卫星太阳帆板转轴方向，完成大倾角轨道卫星太阳帆板指向控制。本发明方法克服了现有技术中使用单自由度太阳帆板驱动机构的卫星为满足太阳光线垂直于卫星太阳帆板要求，卫星偏航角一直受控并存在太阳帆板转速较大，不利于卫星有效载荷的稳定性的缺陷，通过根据太阳光线矢量方向与卫星轨道法线方向的角度θ设计三种太阳帆板指向调节模式满足了大倾角轨道卫星太阳帆板的指向需求，具有载荷稳定性高，操作简单的优点。

主权项

1.一种简单姿态控制下的大倾角轨道卫星太阳帆板指向方法，其特征在于包括如下步骤：(1)以卫星质心为原点、卫星轨道内卫星运行方向为x₂轴指向、地心指向卫星质心方向为z₂轴指向、y₂满足右手定则建立卫星质心轨道坐标系Sx₂y₂z₂(S₂)，以卫星质心为原点、原点指向卫星南面板的指向为Y轴指向、原点指向卫星对地板的指向为Z轴指向、X轴满足右手定则建立航天器本体坐标系SXYZ(S)，将地心赤道惯性坐标系记为Ox₀y₀z₀(S₀)；(2)获取太阳光线矢量与卫星轨道平面法线的夹角θ并判断，如果45°≤θ≤135°，则转入步骤(3)，如果θ>135°，则转入步骤(4)，如果θ<45°，则转入步骤(5)；(3)控制卫星太阳帆板转动，且卫星太阳帆板转动角速度与卫星当前在轨道平面内的角速度大小相同、方向相反；所述的步骤(3)中控制卫星太阳帆板转动的过程中需要保持卫星太阳帆板法线、太阳光线矢量在卫星轨道平面上的投影夹角小于容许误差角，其中，容许误差角大于0°；所述的容许误差角的取值范围为[0，0.1°]；(4)调整卫星太阳帆板转轴方向直至与卫星当前轨道平面平行，然后调整卫星太阳帆板法线方向直至与卫星轨道平面法线方向相同；(5)调整卫星太阳帆板转轴方向直至与卫星当前轨道平面平行，然后调整卫星太阳帆板法线方向与卫星轨道平面法向方向相反。