[發明專利]一種衛星姿態軌道確定系統及方法

有效

• 申請號: 201110315103.3
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102494686A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李軼;王主鳳;徐微
• 申請（專利權）人: 北京國科環宇空間技術有限公司
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

1.一種衛星姿態軌道確定系統，該系統包含星上子系統，其特征在于，所述星上子系統包含：

姿態軌道信號采集模塊，采集多種導航衛星星座的衛星導航信號、衛星姿態角信號及衛星星光仰角，輸出衛星導航信號、衛星姿態角信號及衛星星光仰角至姿態軌道確定模塊；

姿態軌道確定模塊，從衛星導航信號中獲得偽距、偽距率和載波相位數據，對偽距、偽距率和載波相位數據進行誤差修正和差分運算，獲得星間相對位置信息和星間相對速度信息，并輸出至姿軌控計算機；

所述姿態軌道確定模塊利用最小二乘最優估計算法及時空統一算法，根據偽距、偽距率和載波相位數據進生成三維位置信息，利用飛行動力學模型和聯邦濾波算法，對三維位置信息和衛星星光仰角進行聯邦濾波算法，生成衛星相對慣性系的位置信息和衛星相對慣性系的速度信息，并輸出至姿軌控計算機；

所述姿態軌道確定模塊利用衛星導航信號、衛星姿態角信息及衛星星光仰角，進行聯合定姿，生成三軸角度，利用聯邦濾波算法，對三軸角度進行最優估計，獲得衛星的三軸姿態角度和衛星的三軸姿態角速度，并輸出至姿軌控計算機；

所述姿軌控計算機根據接收到的星間相對位置信息、星間相對速度信息、衛星相對慣性系的位置信息和衛星相對慣性系的速度信息，輸出變軌指令至執行模塊，根據衛星的三軸姿態角度和衛星的三軸姿態角速度，輸出調姿指令至執行模塊；

執行模塊，根據變軌指令調整系統所在衛星的軌道，根據調姿指令調整系統所在衛星的姿態。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述星上子系統還包含：

星間通信模塊，用以建立與進行合作的衛星間的通信鏈路，發送星間相對位置信息和星間相對速度信息，接收另一衛星的位置信息和其速度信息并轉發給姿態軌道確定模塊；

所述姿態軌道確定模塊進一步根據另一衛星的位置信息和其速度信息，計算獲得星間相對位置信息和星間相對速度信息，并輸出至星間通信模塊。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，該系統還包含：

地面子系統，利用通過無線通信鏈路接收到的衛星姿態信息和衛星軌道信息，生成衛星在軌飛行畫面并輸出；

所述星上子系統的姿軌控計算機進一步根據變軌指令和調姿指令，生成衛星的姿態信息和衛星軌道信息并輸出；

所述星上子系統進一步包含：

衛星平臺總線，建立姿軌控計算機與遙測模塊間的數據傳輸通道；

遙測模塊，通過平臺總線，接收來自姿軌控計算機的衛星姿態信息和衛星軌道信息，并通過無線鏈路輸出衛星姿態信號和衛星軌道信號。

4.根據權利要求1、2或3所述的系統，其特征在于，所述姿態軌道信號采集模塊包含：

多模衛星導航GNSS接收機，采集多種導航衛星星座的衛星導航信息，并輸出至姿態軌道確定模塊；

慣性器件，采集衛星的衛星姿態角信號，并輸出至姿態軌道確定模塊；

星敏感器，采集衛星的衛星星光仰角及四元數姿態角，并輸出至姿態軌道確定模塊；

地球敏感器，采集衛星的衛星姿態角信息，并輸出至姿態軌道確定模塊；

所述多種導航衛星星座至少包含北斗衛星和全球定位系統GPS衛星。