[發明專利]姿態導引律誤差判斷方法、系統及電子設備

有效

• 申請號: 201710345816.1
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108958064B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 吳會英;李斌;王靜;周美江;齊金玲;陳宏宇
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐秋平

本發明提供一種姿態導引律誤差判斷方法、系統及電子設備，包括設定伴隨航天器和參考航天器在軌道面內的相對運動軌跡為參考航天器的LVLH坐標系中長半軸為短半軸兩倍的橫向漂移橢圓，根據C?W方程獲取姿態導引律參數與相對位置的關系式；設定伴隨航天器相對參考航天器的相對運動軌跡為自前向后的準直線和橫向漂移橢圓，并獲取兩組運動軌跡對應的伴隨航天器的仿真相對運動數據；分別根據兩組無誤差、有誤差仿真相對運動數據以及相對軌道預報數據，估計姿態導引律參數，并計算期望俯仰角與仿真俯仰角的誤差。本發明的姿態導引律誤差判斷方法、系統及電子設備通過計算期望俯仰角誤差進行，為工程應用提供依據。

技術領域

本發明涉及軌道動力學中的衛星相對運動技術領域，特別是涉及一種姿態導引律誤差判斷方法、系統及電子設備。

背景技術

隨著航天技術的不斷發展和航天器應用領域的不斷擴展，分布式衛星系統已由概念轉向實際應用。多顆功能分布、信息互聯的微納衛星通過協同控制，能夠代替大衛星開展航天任務。由于具有很強的靈活性和系統抗毀傷性，且在研制周期和研制成本方面具有顯著優勢，多顆功能分布、信息互聯的微納衛星有著十分廣闊的應用前景。當前世界各國都在積極開展分布式衛星系統的相關技術研究和應用方式探索。

編隊飛行的航天器之間相對距離較近，可在相對運動框架下進行分析。常用的相對運動描述方法有以下兩種：

(1)基于兩航天器軌道根數的運動學方法

該方法以兩航天器絕對軌道根數為輸入，計算精度較高，但需要高精度數值積分，計算量較大，且抗擾動性差。

(2)基于兩航天器相對位置速度的動力學方法，也稱C-W方程法

在忽略攝動影響、參考航天器為圓軌道時，C-W方程通過線性化處理可得到解析解。C-W方程解析解以兩航天器的相對狀態為輸入，物理含義清晰，計算量小，魯棒性強，非常適合用于參考航天器為圓軌道、編隊距離較近(相對距離與標稱軌道半徑之比不超過參考航天器偏心率量級)的相對運動問題分析。

然而，實際在軌飛行的航天器不可能為標準的圓軌道，其距離也不可能時刻保持在較近距離，需要依據相對運動規律，探索適合于較遠距離且誤差較小的相對運動擬合方法，得到任務需求的相對運動相關物理量，作為工程設計的依據。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種姿態導引律誤差判斷方法、系統及電子設備，根據近距離航天器高分辨率成像俯仰調姿需求，采用最小二乘最優估計理論的參數估計方法對C-W方程參數解進行精確估計，推導相對目標航天器定向的姿態導引律，并針對相對軌道的預報誤差經驗模型以及在軌實際的軌道預報精度，對姿態導引律計算得到的期望俯仰角誤差進行分析，從而為工程應用提供依據。