[發(fā)明專利]一種通用的星箭分離時(shí)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(hào): CN108416093B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發(fā)明公開了一種通用的星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)及方法，主要解決在衛(wèi)星發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在根據(jù)火箭的實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行指揮決策信息處理時(shí)，計(jì)算確定星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)，以進(jìn)一步進(jìn)行衛(wèi)星初軌預(yù)報(bào)，提高衛(wèi)星初軌預(yù)報(bào)的可信度和精度，為各級(jí)指揮員提供正確的指揮決策支持信息。包括：1.提出了衛(wèi)星安裝方式對(duì)星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的影響模型。2.提出了星箭分離方式對(duì)星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的影響模型。3.確定了星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星相對(duì)于火箭的發(fā)射系彈道變化量的計(jì)算方法。4.確定了星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的計(jì)算方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天測控領(lǐng)域火箭和航天器的數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，特別是衛(wèi)星與火箭分離時(shí)刻的數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，具體是一種通用的星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定方法。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中，火箭將衛(wèi)星推送到預(yù)定軌道時(shí)，執(zhí)行星箭分離預(yù)定指令。因此衛(wèi)星的初始軌道參數(shù)(以下簡稱為：衛(wèi)星初軌根數(shù))是衡量衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)是否成功的關(guān)鍵指標(biāo)。

衛(wèi)星初軌根數(shù)由星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)計(jì)算得到。初軌計(jì)算算法已經(jīng)成熟。因此，準(zhǔn)確確定衛(wèi)星初軌的關(guān)鍵是確定星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

受任務(wù)特點(diǎn)、政治、經(jīng)濟(jì)和時(shí)間等因素的影響，發(fā)射任務(wù)可能是一箭一星、一箭雙星、一箭三星或者其它形式。星箭分離方式可能為分離彈簧箭體軸正向彈射、分離彈簧箭體軸斜向彈射、火箭自旋甩分或多種方式的組合分離。此前，針對(duì)不同形式的星箭分離方式，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)有單獨(dú)的衛(wèi)星分離狀態(tài)處理模型和函數(shù)，導(dǎo)致軟件越來越龐大，維護(hù)細(xì)節(jié)較多，容易人為引入缺陷。在高密度發(fā)射任務(wù)期間，時(shí)間緊任務(wù)重，軟件維護(hù)時(shí)間短，避免軟件維護(hù)引入軟件缺陷顯得尤其困難。

開展通用的星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定方法研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。主要表現(xiàn)在：

1)能夠?yàn)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供統(tǒng)一的星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定方法，適應(yīng)不同形式的發(fā)射任務(wù)，從而精簡實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，提高軟件可靠性。

2)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸入接口能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的可配置化，通過配置衛(wèi)星個(gè)數(shù)、衛(wèi)星安裝參數(shù)、星箭分離參數(shù)，就能確定星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行衛(wèi)星初軌預(yù)報(bào)，降低了軟件維護(hù)難度，縮短軟件維護(hù)周期，滿足高密度發(fā)射任務(wù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)現(xiàn)狀，為了適應(yīng)發(fā)射任務(wù)中的不同星箭分離方式，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)軟件可配置化，降低軟件維護(hù)難度，縮短維護(hù)周期，提出了一種通用的星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)確定系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種通用的星箭分離時(shí)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(jì)算模塊、速度變化量計(jì)算模塊、彈道變化量計(jì)算模塊及彈道確定模塊，其中所述位置變化量計(jì)算模塊，用于根據(jù)根據(jù)衛(wèi)星安裝方式，計(jì)算星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星相對(duì)于火箭的箭體系位置變化量；速度變化量計(jì)算模塊，用于根據(jù)星箭分離方式，計(jì)算星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星相對(duì)于火箭的箭體系速度變化量；彈道變化量計(jì)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(jì)算得到星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星相對(duì)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(jì)算得到星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星在發(fā)射系下的彈道，完成星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星飛行狀態(tài)的確定。(位置變化量計(jì)算模塊和速度變化量計(jì)算模塊的輸出結(jié)果是彈道變化量計(jì)算模塊的輸入，彈道變化量計(jì)算模塊的輸出是彈道確定模塊的輸入。括號(hào)內(nèi)的關(guān)系內(nèi)容在這段文字中已表達(dá)清楚)

進(jìn)一步的，所述位置變化量計(jì)算模塊中根據(jù)衛(wèi)星安裝方式計(jì)算星箭分離時(shí)刻衛(wèi)星相對(duì)于火箭的箭體系位置變化量具體為：

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