[發明專利]一種導航衛星復雜模型的熱輻射力建模方法

有效

• 申請號: 201310439011.5
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103488833A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 陳秋麗;陳忠貴;王海紅
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F19/00;G01C21/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種導航衛星復雜模型的熱輻射力建模方法，其特征在于步驟如下：

（1）基于衛星本體坐標系，獲取待分析衛星的表面三維模型，對衛星所有表面部件編號記為i，i為1，…，N；

（2）建立包括每個衛星表面部件的熱輻射力分析數據庫，每個表面部件的熱輻射力信息包括：表面積A_i、熱輻射率ε_i、表面部件的外法線在本體坐標系中三軸方向的單位矢量P_i=(x_i,y_i,z_i)^T；

（3）調用熱輻射力分析數據庫，計算所有表面部件在所處工況下的熱輻射力；

對于只有一個面暴露在空間環境的表面部件，其熱輻射力F_thermal：

Fthermal=-2σ(ϵiAiTi4-ϵ0AiT04)3c]]>

式中，ε_i，A_i，T_i分別為第i個表面部件的熱輻射率、表面積、所處環境下的平均溫度；

ε₀為衛星所處空間環境的熱輻射率，取ε₀=1；

T₀為空間環境溫度，取T₀=4K；

σ為斯特藩-玻爾茲曼常數，取σ=5.6699×10^-8Wm^-2K^-4；

c為光速，取c=3×10⁸m/s²；

對于兩面都處于空間環境的表面部件，其熱輻射力F_thermal：

Fthermal=-2σ(ϵifAiTif4-ϵibAiTib4)3c]]>

式中，ε_if、ε_ib分別為表面部件i正、反兩個表面的熱輻射率；

T_if，T_ib分別為表面部件i正、反兩個表面在所處環境下的平均溫度；

（4）根據每個表面部件外法線在本體坐標系中三軸方向的單位矢量P_i將每個表面部件的熱輻射力F_thermali分解為沿本體坐標系三軸方向的熱輻射力矢量，分別記為(F_xi,F_yi,F_zi)，其中：

Fxi=Fthermali·xixi2+yi2+zi2]]>

Fyi=Fthermali·yixi2+yi2+zi2]]>

Fzi=Fthermali·zixi2+yi2+zi2]]>

（5）對所有表面部件沿本體坐標系三軸方向的熱輻射力矢量進行疊加，得到整星在本體坐標系三軸方向的熱輻射力和熱輻射加速度，從而形成包含熱輻射力和熱輻射加速度的模型；

FX=Σi=1NFxi]]>

FY=Σi=1NFyi]]>

FZ=Σi=1NFzi]]>

aX=FXm]]>

aY=FYm]]>

aZ=FZm]]>

m為整星的質量；

（6）將包含熱輻射力和熱輻射加速度的模型作為衛星動力學模型的一個攝動項用于衛星的定軌和軌道預報。