[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星的自主變軌方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710301588.4
• 申請日: 2007-12-26
• 公開（公告）號: CN101219713A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鐵壽;黃江川;宗紅;龍江;王寨;王佳佳;王淑一;戴居峰;王大軼;韓冬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心
• 代理人: 安麗

1.一種衛(wèi)星的自主變軌方法，其特征在于包括：

(1)恒星捕獲：在衛(wèi)星建立軌控點火姿態(tài)之前，預(yù)估衛(wèi)星的慣性姿態(tài)，進(jìn)行衛(wèi)星姿態(tài)控制，利用星敏感器信息標(biāo)定陀螺漂移，利用加速度計的遙測數(shù)據(jù)標(biāo)定加速度計零位偏差；

(2)慣性調(diào)姿：當(dāng)設(shè)置的程序時間到時，恒星捕獲階段自動轉(zhuǎn)入慣性調(diào)姿階段，用于建立衛(wèi)星軌控點火姿態(tài)，實現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動，利用陀螺的測量數(shù)據(jù)以及恒星捕獲過程中標(biāo)定的陀螺漂移預(yù)估衛(wèi)星慣性姿態(tài)，利用噴氣控制進(jìn)行衛(wèi)星姿態(tài)控制；

(3)恒星定向：當(dāng)設(shè)置的程序時間到時，慣性調(diào)姿階段自動轉(zhuǎn)入恒星定向階段，對衛(wèi)星建立軌控點火姿態(tài)之后進(jìn)行穩(wěn)態(tài)控制，利用星敏感器對衛(wèi)星姿態(tài)進(jìn)行濾波修正；

(4)軌控定向：當(dāng)設(shè)置的程序時間到時，恒星定向階段自動轉(zhuǎn)入軌控定向階段，進(jìn)行軌控發(fā)動機(jī)開、關(guān)機(jī)控制，確定衛(wèi)星的點火姿態(tài)，并進(jìn)行點火期間的姿態(tài)穩(wěn)定控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星的自主變軌方法，其特征在于：步驟(1)、步驟(2)和步驟(3)中所述的設(shè)置的程序時間是指首先確定軌控發(fā)動機(jī)的開機(jī)時間，即衛(wèi)星軌道控制的點火時間，從此時間開始往前推算變軌準(zhǔn)備階段各階段的開始時間；根據(jù)恒星定向階段姿態(tài)濾波修正算法的姿態(tài)修正能力，可以確定恒星定向的開始時間，恒星定向階段的時間要保證修正算法將衛(wèi)星在慣性調(diào)姿過程中由于陀螺漂移引起的姿態(tài)偏差修正到變軌要求的范圍內(nèi)；從恒星定向的開始時間，根據(jù)衛(wèi)星慣性調(diào)姿的能力以及需要調(diào)姿的范圍，倒推設(shè)置慣性調(diào)姿的開始時刻；在恒星捕獲階段，需要標(biāo)定陀螺漂移和加速度計的零位偏差，至少需要1小時，根據(jù)此時間需求，即可從慣性調(diào)姿時刻開始前推恒星捕獲的開始時間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星的自主變軌方法，其特征在于：所述的步驟(1)中進(jìn)行衛(wèi)星姿態(tài)控制采用相平面噴氣和動量輪聯(lián)合控制的方法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星的自主變軌方法，其特征在于：所述的步驟(4)中點火期間的姿態(tài)穩(wěn)定控制采用基于脈寬調(diào)制PWM的比例積分微分控制器PID和濾波校正的噴氣控制方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種衛(wèi)星的自主變軌方法，其特征在于：所述的步驟(4)中軌控發(fā)動機(jī)開機(jī)采取預(yù)先注入開機(jī)時間的自主程控點火，軌控發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)采用速度增量和時間雙保險關(guān)機(jī)的控制方法，軌控速度增量和時間雙保險關(guān)機(jī)控制方法是指，在軌控發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)的標(biāo)稱時刻前后設(shè)置一個時間區(qū)間，在此時間區(qū)間之前禁止軌控發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，在此時間區(qū)間之后強制軌控發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，在此時間區(qū)間之內(nèi)，則采用加速度計測量的速度增量進(jìn)行軌控發(fā)動機(jī)的關(guān)機(jī)控制。