[發明專利]一種基于信息融合的控制系統工作模式設置及切換方法

有效

• 申請號: 201310209403.2
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103264776A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 孫寶祥;崔振江;楊寶寧;劉忠漢;郭廷榮;弓建軍
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 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 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于信息融合的控制系統工作模式設置及切換方法，其特征在于：將衛星控制系統設置為五種工作模式，分別是太陽捕獲及巡航模式、地球捕獲及指向模式、遠地點模式、位置保持模式、正常模式，其中太陽捕獲及巡航模式包括太陽捕獲工作方式、巡航工作方式，地球捕獲及指向模式包括地球捕獲工作方式、地球指向工作方式，正常模式包括正常工作方式、動量輪卸載工作方式、南北位保工作方式、東西位保工作方式，五種工作模式下衛星控制系統的控制方法及各模式之間的切換方法如下：

（1）太陽捕獲及巡航模式

當星箭分離時，衛星控制系統將啟用太陽捕獲及巡航模式，在該模式下，首先進入太陽捕獲工作方式，使用太陽敏感器、陀螺和星敏感器進行信息融合確定衛星三軸姿態，用推力器控制建立衛星搜索太陽的角速度，當太陽可見時自主置搜索速度為0，用信息融合輸出的滾動姿態與俯仰姿態控制衛星姿態，最終建立衛星本體的-Z軸對日定向的巡航姿態，進入巡航工作方式后，為節省推進劑，姿態控制以反作用輪為主；

該模式可與地球捕獲及指向模式之間進行正常切換；

（2）地球捕獲及指向模式

在該模式下，首先進入地球捕獲工作方式，使用地球敏感器、陀螺、太陽敏感器和星敏感器，進行信息融合確定衛星三軸姿態，用推力器控制建立地球搜索角速度，當地球可見時自主置搜索速度為0，用信息融合輸出的滾動姿態與俯仰姿態控制衛星姿態，衛星最終自主轉向地球指向方式；

進入地球指向方式后，使用地球敏感器、陀螺、太陽敏感器和星敏感器信息融合確定衛星三軸姿態，用推力器控制建立用戶需要的星體Z軸對地定向的三軸穩定姿態或轉移軌道變軌需要的遠地點或近地點490N發動機點火姿態；

該模式可與轉移軌道的太陽捕獲及巡航模式、遠地點變軌模式正常切換，并可正常轉入同步軌道的正常模式；

（3）遠地點變軌模式

在該模式下，使用太陽敏感器、陀螺和星敏感器，進行信息融合確定衛星三軸姿態，用推力器實現轉移軌道的變軌發動機在遠地點或近地點點火期間的三軸穩定姿態控制；

遠地點變軌模式490N發動機正常點火結束關閉發動機后，可正常轉入太陽捕獲及巡航模式，490N發動機點火時如果出現故障，星上將自主緊急關機、轉入太陽捕獲及巡航模式，建立衛星本體的-Z軸對日定向的巡航姿態；

該模式可與地球捕獲及指向模式正常切換；

（4）位置保持模式

在該模式下，使用地球敏感器、陀螺、太陽敏感器和星敏感器，進行信息融合確定衛星三軸姿態，用推力器實現定點位置捕獲和位置保持控制期間的三軸穩定姿態控制，還可用于天線方向圖測試、衛星改變定點位置與壽命末期衛星離軌控制；

該模式可與正常模式進行正常切換，故障時自主轉入地球捕獲及指向模式；

（5）正常模式

在該模式下，使用地球敏感器、陀螺、太陽敏感器和星敏感器，進行信息融合確定衛星三軸姿態，平時運行在正常工作方式，用動量輪進行三軸姿態控制，消除太陽光壓干擾力矩對衛星姿態的影響，實現同步軌道用戶有效載荷需要的星體Z軸對地定向的三軸穩定姿態；

當動量輪為消除太陽光壓干擾力矩影響使自身轉速達到卸載閾值時，將自主轉入動量輪卸載工作方式，用推力器卸載脈沖使反作用輪轉速回歸設定范圍；

在三軸輪控正常且三軸姿態可測條件下，可直接在該模式進行南北位保或者東西位保，由此進入南北位保工作方式或者東西位保工作方式；

該模式可與位置保持模式正常切換，故障時自主轉入地球捕獲及指向模式。