[發明專利]使衛星的命令動態最小化的方法和設備

有效

• 申請號: 201810159804.4
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108627158B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: T·S·呂;G·E·萊姆基
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;王青芝

使衛星的命令動態最小化的方法和設備。公開了使衛星的命令動態最小化的方法、設備和制品。示例設備包括操縱律模塊，該操縱律模塊計算第一矢量集合以操縱航天器，并且基于將第一矢量集合投影到固定平面上來計算第二矢量集合。該設備還包括姿態控制器，該姿態控制器基于第一矢量集合和第二矢量集合來生成姿態命令以防止航天器的非計劃旋轉。

技術領域

本公開總體上涉及軌道航天器，更具體地講，涉及使衛星的命令動態最小化的方法和設備。

背景技術

諸如衛星或駐留空間物體(RSO)的航天器通常利用諸如推進器和/或動量裝置的致動器來維圍繞天體的軌道。通常，繞地球飛行的衛星或RSO采用可展開的太陽能板來為機載電子設備供電。機載電子設備提供諸如確定感興趣的目標的位置、確定衛星的位置等的關鍵功能。機載電子設備在保持太陽能板指向諸如太陽的能量源(power source)的同時控制衛星同時指向感興趣的目標的能力。

典型的衛星通過利用使用姿態操縱律生成的命令控制推進器和/或動量裝置來維持繞天體的軌道。通常，姿態操縱律涉及計算兩個矢量以描述軌道的全旋轉表示。當衛星追蹤軌道時，兩個矢量可相對于彼此改變，從而在一些情況下使兩個矢量靠得更近，在其它情況下將兩個矢量推得更遠。當兩個矢量相對于彼此改變時，由于衛星的實際限制以及影響兩個矢量的計算的各種考慮因素，姿態操縱律可生成產生不期望的衛星行為的命令。

發明內容

一種示例設備包括操縱律模塊，其計算用于操縱航天器的第一矢量集合，并且基于將第一矢量集合投影到固定平面上來計算第二矢量集合。該設備還包括姿態控制器，其基于第一矢量集合和第二矢量集合來生成姿態命令以防止航天器的非計劃旋轉。

一種示例方法包括計算用于操縱航天器的第一矢量集合，基于將第一矢量集合投影到固定平面上來計算第二矢量集合，并且基于第一矢量集合和第二矢量集合來生成姿態命令以防止航天器的非計劃旋轉。

一種包括指令的示例有形計算機可讀存儲介質，所述指令在被執行時使得機器至少計算用于操縱航天器的第一矢量集合，基于將第一矢量集合投影到固定平面上來計算第二矢量集合，并且基于第一矢量集合和第二矢量集合來生成姿態命令以防止航天器的非計劃旋轉。

附圖說明

圖1是可實現本文所公開的示例的示例衛星。

圖2是可用于實現本文所公開的示例的示例衛星制導系統。

圖3A、圖3B和圖3C示出圖1的示例衛星根據典型姿態操縱律的示例軌道的示例矢量和平面。

圖4A、圖4B和圖4C示出圖1的示例衛星根據本公開的技術的示例軌道的示例矢量和平面。

圖5是從初始軌道經由轉移軌道移動到最終軌道的圖1的示例衛星的示例軌道路徑圖。

圖6是代表可用于實現圖2的示例衛星制導系統的示例方法的流程圖。

圖7是代表可用于實現圖2的示例衛星制導系統的另一示例方法的流程圖。

圖8是被構造為執行機器可讀指令以實現圖6至圖7的方法和/或圖2的示例衛星制導系統的示例處理平臺的框圖。

只要可能，貫穿附圖和隨附書面描述將使用相同的標號來指代相同或相似的部分。附圖未按比例。

具體實施方式

本文公開了使衛星的命令動態最小化的方法和設備。通常，諸如衛星或駐留空間物體(RSO)的空間飛行器或航天器利用諸如推進器和/或動量裝置的致動器來維持繞諸如地球的天體的軌道。例如，衛星可維持繞地球的地球同步軌道(GEO)以從另一衛星向地球上的目標(例如，洛杉磯的天線站)發送、中繼和/或轉發通信。衛星可通過使用利用姿態操縱律生成的命令控制衛星的推進器和/或動量裝置來維持軌道。