[發(fā)明專(zhuān)利]一種MEO星座相位控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011102421.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112173174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李全軍;田欣;王建偉;段玉興;張瑩;孔大林;侍蕾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)西安衛(wèi)星測(cè)控中心
• 主分類(lèi)號(hào): B64G1/24
• 分類(lèi)號(hào): B64G1/24
• 代理公司: 北京華際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 曹書(shū)華

本發(fā)明提供一種MEO星座相位控制方法，包括步驟一：輸入需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星歷史相位差數(shù)據(jù)，確定相位差，步驟二：建立并確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星相位差的關(guān)系，步驟三：確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星半長(zhǎng)軸偏差，步驟四：確定需控制衛(wèi)星半長(zhǎng)軸控制量，本發(fā)明利用MEO星座歷史相位信息，建立相位演化模型，提出了一種基于歷史相位的MEO星座相位控制策略，通過(guò)歷史相位數(shù)據(jù)演化規(guī)律確定相位控制策略，該方法避免了初始軌道及預(yù)報(bào)帶來(lái)的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于在軌航天器測(cè)控管理領(lǐng)域，具體指一種MEO星座相位控制方法， 適用于MEO星座相位控制策略工作。

背景技術(shù)

中地球軌道(MediumEarthOrbit，MEO)主要是指距離地球表面2000至 20000公里的地球軌道。在北斗全球?qū)Ш叫亲校琈EO星座是提供全球?qū)Ш椒?wù) 的重點(diǎn)。整個(gè)北斗導(dǎo)航服務(wù)穩(wěn)定性和連續(xù)性對(duì)北斗MEO星座相位保持精度、控 制頻率提出了更高的要求，相位保持頻次要求優(yōu)于1次/3年。

傳統(tǒng)的MEO星座相位保持控制，根據(jù)星座構(gòu)型保持情況，結(jié)合衛(wèi)星當(dāng)前軌 道，根據(jù)雙星軌道半長(zhǎng)軸的差值確定控制策略，并利用控制策略進(jìn)行軌道預(yù)報(bào)， 檢驗(yàn)控制策略的正確性。這種方法受到于當(dāng)前軌道、瞬平軌道轉(zhuǎn)換及軌道預(yù)報(bào) 等精度影響。對(duì)于北斗MEO星座，相位保持周期長(zhǎng)，難以保證長(zhǎng)期軌道預(yù)報(bào)的 精準(zhǔn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種MEO星座相位控制方法，針對(duì)北斗MEO星座衛(wèi)星相 位保持精度要求高、控制周期長(zhǎng)的要求，提出了一種基于歷史相位的MEO星座 相位控制策略，通過(guò)歷史相位數(shù)據(jù)演化規(guī)律確定相位控制策略。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方法：

一種MEO星座相位控制方法，包括如下步驟：

步驟一：輸入需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星歷史相位差數(shù)據(jù)，確定相位差

將需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的歷史相位差作為輸入條件，包括時(shí)間t_i及其對(duì)應(yīng)的 相位差Δu(t_i)，單位為度，其中i＝1,2,3,…,N；

步驟二：建立并確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星相位差的關(guān)系

需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星相位差演化線性化方程為：

Δu(t_n)＝k(t_n-t₁)+b

其中k的單位為度/天，b的單位為度；

利用步驟一中的輸入量，采用最小二乘的方法確定步驟二相位差演化線性 化方程中的k的值；

步驟三：確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星半長(zhǎng)軸偏差

確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星軌道角速度差Δn

Δn＝kπ/(180×86400)

其中Δn單位為弧度/秒；

確定需控制衛(wèi)星與基準(zhǔn)星軌道半長(zhǎng)軸偏差Δa

其中μ為引力常數(shù)，值為3.986004356×10¹⁴，單位為m³/s²；a₀為MEO星座標(biāo)稱 軌道半長(zhǎng)軸，單位為米；n₀為MEO星座標(biāo)稱軌道角速度，單位為弧度/秒；

步驟四：確定需控制衛(wèi)星半長(zhǎng)軸控制量

定義：絕對(duì)控制誤差為σ，單位為米；相位保持要求±ε，單位為度；最小 相位保持周期T_min，單位為天；雙星標(biāo)稱相位差為Δu_s，單位為度；控制時(shí)雙星 相位差為Δu，單位為度；需控制衛(wèi)星半長(zhǎng)軸控制量Δa_aim確定方法如下：