[發(fā)明專利]一種太陽敏感器故障情況下的對(duì)日定向姿態(tài)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310372791.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN103466103A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林波;曾海波;何英姿;武云麗;范煒;沈莎莎;劉瀟翔;周中澤;杜建偉;吳小明;劉江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號(hào): B64G1/36
• 分類號(hào): B64G1/36;G01C21/24
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間飛行器姿態(tài)控制領(lǐng)域，涉及一種空間飛行器對(duì)太陽進(jìn)行定向的控制方法。

背景技術(shù)

數(shù)字太陽敏感器常用作衛(wèi)星等航天器實(shí)現(xiàn)太陽捕獲和對(duì)日定向的重要部件。

為了衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)日定向姿態(tài)，在衛(wèi)星本體的-Z面上（衛(wèi)星本體坐標(biāo)系OXYZ的原點(diǎn)O在衛(wèi)星質(zhì)心，X軸指向衛(wèi)星東板，Z軸指向?qū)Φ匕澹琘軸與X軸和Z軸成右手系。-Z面為衛(wèi)星上垂直于衛(wèi)星Z軸且面向Z軸負(fù)方向的平面，-Z面法線方向與衛(wèi)星Z軸的正方向相反）通常安裝兩臺(tái)數(shù)字太陽敏感器，兩臺(tái)數(shù)字太陽敏感器的測(cè)量夾縫分別與衛(wèi)星的X軸和Y軸平行，分別用于測(cè)量相對(duì)太陽時(shí)候的X軸和Y軸的姿態(tài)。通常情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)日定向姿態(tài)至少需要兩個(gè)方向的姿態(tài)信息，即需要兩個(gè)正交安裝的太陽敏感器分別測(cè)量衛(wèi)星X軸和Y軸的姿態(tài)。

當(dāng)衛(wèi)星長(zhǎng)期運(yùn)行或者由于某種原因?qū)е缕渲幸粋€(gè)太陽敏感器故障時(shí)，故障軸上的姿態(tài)將會(huì)丟失，不能夠再保持對(duì)日的穩(wěn)定姿態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種太陽敏感器故障情況下，利用單軸姿態(tài)測(cè)量實(shí)現(xiàn)雙軸的太陽定向穩(wěn)定的控制方法。當(dāng)其中一個(gè)太陽敏感器發(fā)生故障失效時(shí)，可利用另外一個(gè)健康的太陽敏感器測(cè)量信息，結(jié)合陀螺角速度測(cè)量，利用觀測(cè)方程重構(gòu)故障軸上的姿態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)日定向穩(wěn)定姿態(tài)控制。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種太陽敏感器故障情況下的對(duì)日定向姿態(tài)控制方法，包括如下步驟：

（1）在航天器的-Z面上布局兩個(gè)太陽敏感器，其中一個(gè)太陽敏感器的測(cè)量軸與衛(wèi)星本體的X軸平行，測(cè)量角為φ，另一個(gè)太陽敏感器的測(cè)量軸與衛(wèi)星本體的Y軸平行，測(cè)量角為θ；

（2）周期性的采集兩個(gè)太陽敏感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算m_x,n=tan(φ_n)，m_y,n=tan(θ_n)，其中φ_n,θ_n分別為本周期X軸和Y軸的太陽敏感器測(cè)量值，m_x,n,m_y,n分別為本周期X軸和Y軸的太陽敏感器測(cè)量角度的正切值；

（3）建立觀測(cè)方程，并利用陀螺本周期的測(cè)量值，利用觀測(cè)方程預(yù)報(bào)下一周期X軸和Y軸的太陽敏感器測(cè)量角度的正切估計(jì)值，

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