[發(fā)明專利]一種通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810089905.9
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108416093B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何京江;柴毅;魏志東;董繼輝;郭茂耘
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，包括位置變化量計算模塊、速度變化量計算模塊、彈道變化量計算模塊及彈道確定模塊，其中所述位置變化量計算模塊，用于根據(jù)衛(wèi)星安裝方式，計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系位置變化量；速度變化量計算模塊，用于根據(jù)星箭分離方式，計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系速度變化量；彈道變化量計算模塊，用于將箭體系位置變化量和速度變化量通過箭體系到發(fā)射系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，計算得到星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的發(fā)射系彈道變化量；彈道確定模塊，用于將發(fā)射系彈道變化量通過彈道合成，計算得到星箭分離時刻衛(wèi)星在發(fā)射系下的彈道，完成星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的確定，位置變化量計算模塊和速度變化量計算模塊的輸出結(jié)果是彈道變化量計算模塊的輸入，彈道變化量計算模塊的輸出是彈道確定模塊的輸入。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，所述位置變化量計算模塊中根據(jù)衛(wèi)星安裝方式計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系位置變化量具體為：

衛(wèi)星安裝方式對星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的影響模型，即衛(wèi)星相對于火箭的箭體系位置變化量BDX計算模型如下：

其中，Install_Ay為在箭體橫截面即YOZ面上箭體Y軸正向與衛(wèi)星安裝點(diǎn)與箭體中心的連線的夾角，逆時針為正；Install_Ax為在箭體縱截面即XOY面上箭體X軸正向與衛(wèi)星軸向的夾角，逆時針為正；Install_x為衛(wèi)星質(zhì)點(diǎn)中心在箭體軸上的坐標(biāo)；Install_r為衛(wèi)星質(zhì)點(diǎn)中心與箭體軸的距離；M_i[α](i＝1,2,3)為兩個坐標(biāo)系的方向余弦矩陣，表示第i軸平行，另外兩個坐標(biāo)軸的夾角相同，均為α。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，所述速度變化量計算模塊根據(jù)星箭分離方式計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系速度變化量具體為：

星箭分離方式對星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的影響模型，即衛(wèi)星在星箭分離時刻獲得的箭體系速度變化量BDV計算模型如下：

其中，F(xiàn)enLi_DV_ad為衛(wèi)星在分離時刻從分離彈簧的分離動作獲得的衛(wèi)星軸向速度增量，沿軸向正向方向?yàn)檎籉enLi_dA為分離時刻箭體軸向與衛(wèi)星軸向的夾角，逆時針方向?yàn)檎籉enLi_DV_rd為衛(wèi)星在分離時刻從火箭的自旋獲得的徑向速度增量，從火箭底部看逆時針方向?yàn)檎?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，所述彈道變化量計算模塊計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的發(fā)射系彈道變化量具體為：

其中，GDX、GDV分別為衛(wèi)星在分離時刻的發(fā)射系彈道位置變化量和彈道速度變化量；M_B2G為分離時刻箭體系到發(fā)射系的轉(zhuǎn)換矩陣；γ、ψ、分別為分離時刻箭體相對于發(fā)射系的滾動角、偏航角、俯仰角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)，其特征在于，所述彈道確定模塊得到星箭分離時刻衛(wèi)星在發(fā)射系下的彈道，完成星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的確定，具體內(nèi)容為：

彈道結(jié)構(gòu)定義為

tagOrbit＝[T X V]

其中，T表示彈道時間，X表示彈道位置矢量，V表示彈道速度矢量；

星箭分離時刻，衛(wèi)星在發(fā)射系下的彈道Orbit_s如下計算得到

其中，txf為星箭分離時間；Orbit_txf、GJX_txf、GJV_txf分別為火箭在txf時刻的發(fā)射系彈道、位置和速度；GXX_txf、GXV_txf分別為衛(wèi)星在txf時刻的發(fā)射系彈道位置和速度。

7.一種基于權(quán)利要求1-6之一所述系統(tǒng)的通用的星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

101、首先，根據(jù)衛(wèi)星安裝方式，計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系位置變化量；

102、其次，根據(jù)星箭分離方式，計算星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的箭體系速度變化量；

103、將箭體系位置變化量和速度變化量，通過箭體系到發(fā)射系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到星箭分離時刻衛(wèi)星相對于火箭的發(fā)射系彈道變化量；

104、最后，將火箭的發(fā)射系彈道變化量通過彈道合成，計算得到星箭分離時刻衛(wèi)星在發(fā)射系下的彈道，完成星箭分離時刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的確定。