[發(fā)明專利]一種目標(biāo)軌道與星下點(diǎn)軌跡同時(shí)捕獲方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310576944.9
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103684628A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志武;譚田
• 申請（專利權(quán)）人: 航天東方紅衛(wèi)星有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種目標(biāo)軌道與星下點(diǎn)軌跡同時(shí)捕獲方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星入軌時(shí)與目標(biāo)軌道往往存在偏差，對于高精度空間原位探測或有明確過特定地面位置需求的衛(wèi)星而言，不但需要修正入軌的偏差以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星在原有設(shè)計(jì)目標(biāo)軌道上的運(yùn)行，而且需要將星下點(diǎn)軌跡調(diào)整到過特定地面位置。

由于修正衛(wèi)星入軌偏差僅針對其軌道最基本的形狀或方位取向，修正星下點(diǎn)軌跡針對衛(wèi)星在該軌道上的具體位置，因此兩者捕獲的目標(biāo)和優(yōu)先級并不相同。一般而言，單獨(dú)捕獲星下點(diǎn)軌跡除消耗一定的等待時(shí)間外，其耗費(fèi)的燃料可能比改變軌道形狀或者方位取向要少得多，由此導(dǎo)致在調(diào)整星下點(diǎn)軌跡之前應(yīng)先處理量級更大的、不需等待時(shí)機(jī)的變軌機(jī)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)小量級機(jī)動(dòng)變軌的、需要等待時(shí)機(jī)的地面軌跡調(diào)整。對于有具體星下點(diǎn)軌跡分布要求的衛(wèi)星而言，軌道存在某一個(gè)回歸特性。理論上當(dāng)給定入軌傾角、偏心率和回歸特性時(shí)，必定會(huì)對應(yīng)存在某一個(gè)高度，使得在該入軌傾角和偏心率下，衛(wèi)星運(yùn)行在此高度時(shí)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的回歸特性。從實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)來看，低軌衛(wèi)星為進(jìn)行軌道保持和簡化實(shí)施流程，軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝方式一般能夠直接提供飛行方向的速度增量，即升軌動(dòng)作更有利于實(shí)施，而依據(jù)運(yùn)載現(xiàn)有的入軌傾角和偏心率偏差，能夠保證在不改變?nèi)胲壍能壍佬螤詈头轿蝗∠驎r(shí)，通過高度的捕獲來最終獲取該軌道原有的回歸特性，且該高度相比原有設(shè)計(jì)值相差甚小。因此如果利用衛(wèi)星固有的大氣衰減，則理論上存在一種特定高度，其相對回歸特性對應(yīng)高度的偏差造成星下點(diǎn)軌跡往目標(biāo)位置方向漂移，經(jīng)過一段時(shí)間之后高度衰減到達(dá)目標(biāo)值，同時(shí)星下點(diǎn)軌跡到達(dá)指定位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種目標(biāo)軌道與星下點(diǎn)軌跡同時(shí)捕獲的方法，使衛(wèi)星仍然能夠獲得目標(biāo)回歸特性，且地面軌跡同時(shí)鎖定在給定的控制范圍之內(nèi)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：如圖1所示，本發(fā)明的一種目標(biāo)軌道與星下點(diǎn)軌跡同時(shí)捕獲方法，根據(jù)衛(wèi)星入軌的實(shí)際傾角i₀、偏心率e₀和設(shè)計(jì)的回歸特性N，計(jì)算上述i₀和e₀對應(yīng)下滿足設(shè)計(jì)回歸特性要求的軌道高度H_f。依據(jù)控前星下點(diǎn)軌跡與過指定目標(biāo)位置在赤道上的經(jīng)度差λ_d、目標(biāo)軌道的H_f、實(shí)際軌道的傾角i₀和偏心率e₀，計(jì)算衛(wèi)星需要的相位調(diào)整量θ_f。計(jì)算臨界高度H_m，當(dāng)給定某一軌道衰減率d_a時(shí)，能夠同時(shí)滿足衛(wèi)星從H_m衰減到H_f，且衛(wèi)星恰巧完成相位調(diào)整量θ_f。考慮到實(shí)際應(yīng)用中大氣密度不穩(wěn)定導(dǎo)致衰減率在內(nèi)的波動(dòng)，將衛(wèi)星起漂高度設(shè)置于最高衰減率對應(yīng)的臨界值，當(dāng)衛(wèi)星完成相位漂移時(shí)將高度恢復(fù)至H_f，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)軌道與星下點(diǎn)軌跡的同時(shí)捕獲。衰減率范圍的估計(jì)依據(jù)最新在軌觀測量，等待具備同時(shí)捕獲條件的時(shí)機(jī)依據(jù)起漂高度和漂移期間的實(shí)際衰減率。

具體包括如下步驟：

（1）根據(jù)衛(wèi)星入軌的實(shí)際傾角i₀、偏心率e₀和設(shè)計(jì)的回歸特性N，計(jì)算上述i₀和e₀對應(yīng)下滿足設(shè)計(jì)回歸特性要求的軌道高度H_f，彼此之間的關(guān)系如下。