[發明專利]一種基于組合偏差軌道預報的航天器測站引導計算方法

有效

• 申請號: 202111063244.0
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113722931B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 黃靜琪;孫山鵬;王彥榮;陳俊收;景方;李菲菲;趙力文;蘇楊宋裔;趙哲龍
• 申請（專利權）人: 中國西安衛星測控中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G06F119/14
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 涂秀清

1.一種基于組合偏差軌道預報的航天器測站引導計算方法，其特征在于，具體按照如下步驟進行：

步驟1：根據自主控制程序和軌道動力學模型對自主控制航天器進行軌道預報，將預報結果記作航天器標稱星歷，利用標稱星歷計算出標稱引導數據，即標稱進站時間和方位、俯仰角；

步驟2：將空間環境偏差、動力學模型誤差折算至控制偏差中，根據該控制偏差的范圍，預報生成多條偏差星歷；

步驟3：根據偏差星歷計算出的偏差引導數據，并計算出偏差引導數據與標稱進站點的角度差值和時間差值；

若某條偏差星歷計算出的引導數據角度差值大于或等于天線的半波束范圍，則在該偏差下，設備無法通過本方法進行引導捕獲；

步驟4：根據偏差星歷的引導數據，綜合計算出引導信息；

步驟3具體為：計算第i條偏差星歷對應的測站跟蹤方位角、俯仰角，并插值出時，對應的歷元時刻T_i和方位角，根據公式（12）、（13），計算出進站時刻偏差和進站方位角偏差：

（12），

（13），

若小于天線的半波束范圍，則記錄下該偏差星歷對應的，進入步驟4；

若大于或等于天線的半波束范圍，則插值計算出時，對應的歷元時刻T_i和俯仰角，根據公式（14）、（15），計算出進站時刻偏差和進站方位角偏差；

（14），

（15），

若小于天線的半波束范圍，則記錄下該偏差星歷對應的，進入步驟4；

若大于或等于天線的半波束范圍，則該星歷的偏差過大，不適于本方法；

步驟4具體為，根據如下公式(16)、(17)計算出進站最小和最大偏差時刻；

(16)，

(17)，

給地面站的引導信息，其中為理論進站時刻，、分別為天線等待方位和俯仰，、分別為等待時間的前沿和后沿。

2.根據權利要求1所述的一種基于組合偏差軌道預報的航天器測站引導計算方法，其特征在于，步驟1具體包括，在牛頓參考框架下，探測器的運動方程可寫作如下公式（1）、（2）以及（3）：

在牛頓參考框架下，探測器的運動方程可寫作：

(1)，

(2)，

(3)，

公式(1)中，為航天器位置，為航天器受到的二體引力和其他各類攝動力、為航天器自主控制過程受到的推力，給定探測器的初值狀態和，通過積分上式即可得到探測器的標稱星歷，根據標稱星歷，可計算出地面站的標稱引導數據。

3.根據權利要求2所述的一種基于組合偏差軌道預報的航天器測站引導計算方法，其特征在于，在步驟2中，所述多條偏差星歷預報的計算具體為：

設偏差預報星歷的總數為N；

將控制偏差加入公式（1）中，得到公式（4）：

（4），

其中，為不同的控制偏差，根據公式(4)計算出多條偏差星歷。