[发明专利]一种编队卫星系统燃料消耗均衡在轨实现方法

摘要

本发明一种编队卫星系统燃料消耗均衡在轨实现方法，步骤如下：1)第k次编队控制后，计算出该次编队控制燃料消耗量E_k；2)第k次编队控制后，确定2个卫星轨道周期编队控制参数Δl_k确定；3)将编队控制燃料累计消耗量之和SE_k以及该次编队控制残差Δl_k代入公式SE_k≥k₁&&Δl_k≥k₂进行判断；4)若公式成立，星上自主完成主辅星标志切换，先由地面上注指令或星上自主进行主辅星切换控制，使得新主星运行在参考轨道上，然后参数置初始值，接着新的辅星执行编队控制任务，重复步骤1)～3)；若公式不成立，继续由原辅星进行编队控制。该方法工程可实现性强，节省燃料，同时兼顾编队卫星任务需求，能够提升提高卫星自主化水平。

主权项

1.一种编队卫星系统燃料均衡在轨实现方法，其特征在于包括如下步骤：1)第k次编队控制后，卫星自主根据气瓶和推进剂贮箱内的压力和温度测量数据，利用气体状态方程计算得出推进剂贮箱内氦气体积，再由贮箱总容积和推进剂密度计算出贮箱内推进剂体积和质量，即PVT算法计算得出该次编队控制燃料消耗量E_k，k≥1；2)第k次编队控制后，根据星载GNSS接收机星间测量数据，利用EKF/UKF滤波算法确定两个卫星轨道周期编队控制参数Δl_k；其中，定义基于开普勒轨道根数相对轨道根数矢量：式中，下标1表示主星绝对轨道根数，下标2表示辅星绝对轨道根数；则Δl_k＝a₁(coti₁Δi_y+Δu)；3)将编队控制燃料累计消耗量之和SE_k以及该次编队控制参数Δl_k代入下式：SE_k≥k₁&&Δl_k≥k₂                   (1)其中，k₁、k₂为阈值，k₁由星间面质比差异约束条件确定，k₂由编队控制精度指标确定；SE_k＝E₁+…….+E_k，“&&”为逻辑或关系；4)若上式(1)成立，则星上自主完成主辅星标志切换，先由地面上注指令或星上自主进行主辅星切换控制，即主星、辅星绝对运行轨道切换控制，使得新主星运行在参考轨道上，然后参数置初始值，即k重新从1开始，SE_k重新从0开始，接着新的辅星执行编队控制任务，重复步骤1)～步骤3)；若上式(1)不成立，继续由原辅星进行编队控制；所述主星为参考星，辅星为跟随星。