CN111792059B - 一种卫星机动路径的规划方法与*** - Google Patents
一种卫星机动路径的规划方法与*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN111792059B CN111792059B CN202010597026.4A CN202010597026A CN111792059B CN 111792059 B CN111792059 B CN 111792059B CN 202010597026 A CN202010597026 A CN 202010597026A CN 111792059 B CN111792059 B CN 111792059B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- solar cell
- cell array
- axis
- quaternion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 108091092919 Minisatellite Proteins 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/42—Arrangements or adaptations of power supply systems
- B64G1/44—Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
- B64G1/443—Photovoltaic cell arrays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/242—Orbits and trajectories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/244—Spacecraft control systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供了一种卫星机动路径的规划方法,当卫星由对日定向转为对惯性天区定向时,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕非太阳电池阵轴向的其他轴向旋转,以保证太阳电池阵轴向旋转角度最小,进而保证能源损失最小。本发明还提供了一种卫星机动路径的规划***。本发明的有益效果是:根据小卫星在机动过程中能源损失最小原则,规划机动路径,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕其他轴向旋转,保证太阳电池阵轴向旋转角度最小,进而保证能源损失最小。
Description
技术领域
本发明涉及卫星机动路径,尤其涉及一种卫星机动路径的规划方法与***。
背景技术
随着小卫星寿命要求的提高,通过配置太阳电池阵获取太阳能,再将太阳能转化为电能,为卫星平台和载荷提供能源。同时小卫星的功能要求也不断提高,通常要求具有机动的能力,如从对日定向机动至对惯性空间定向等。
对深空探测的小卫星,可以对不同惯性天区目标进行天文观测,包括对星等和光变的观测,与地基望远镜形成有机互补,更加机动灵活的对突发重大天文事件展开观测。此时要求小卫星长期对日定向,执行任务时机动至有效惯性天区,并对惯性天区跟踪成像。
小卫星由对日定向机动至对惯性天区定向时,先计算参考姿态,然后计算姿态偏差四元数,机动过程以最优角度旋转,不存在机动路径规划。随着小卫星低成本、包络小的要求,太阳电池阵不会留有较大的余量,所以要求小卫星在机动过程中能源损失最小,但传统卫星机动过程中能源损失较大,难以满足该要求。
因此,如果尽可能的降低卫星机动过程中的能源损失,是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种卫星机动路径的规划方法与***。
本发明提供了一种卫星机动路径的规划方法,当卫星由对日定向转为对惯性天区定向时,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕非太阳电池阵轴向的其他轴向旋转,以保证太阳电池阵轴向旋转角度最小,进而保证能源损失最小。
作为本发明的进一步改进,卫星长期对日定向,根据遥控指令执行对惯性天区定向,执行任务后,根据指令转回对日定向,等待下一次任务。
作为本发明的进一步改进,当卫星由对惯性天区定向转回对日定向时,首先绕太阳电池阵轴向旋转,再绕非太阳电池阵轴向的其他轴向旋转,以保证太阳电池阵方向能源损失最小,进而保证能源损失最小。
作为本发明的进一步改进,在卫星的机动过程中,以最优旋转角度旋转,采用偏差四元数计算方法计算该最优旋转角度。
作为本发明的进一步改进,所述偏差四元数计算方法的过程如下:
1)首先确定惯性天区在惯性系的位置矢量T=[Txi Tyi Tzi],根据Txi和Tzi确定目标矢量在惯性坐标系XiOZi平面内的位置;
5)计算偏差四元数,根据卫星本体相对惯性系的四元数Qbi,计算偏差四元数Qe=QtiQbi。
本发明还提供了一种卫星机动路径的规划***,包括可读存储介质,所述可读存储介质中存储有执行指令,所述执行指令被处理器执行时用于实现如上述中任一项所述的方法。
本发明的有益效果是:根据小卫星在机动过程中能源损失最小原则,规划机动路径,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕其他轴向旋转,保证太阳电池阵轴向旋转角度最小,进而保证能源损失最小。
附图说明
图1是小卫星对日定向示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种卫星机动路径的规划方法,卫星长期对日定向,根据遥控指令执行对惯性天区定向,执行任务后,根据指令转回对日定向,等待下一次任务;当卫星由对日定向转为对惯性天区定向时,根据小卫星在机动过程中能源损失最小原则,规划机动路径,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕其他轴向旋转,保证太阳电池阵轴向旋转角度最小,进而保证能源损失最小;由对惯性空间指向转回对日定向,同样采用先绕太阳电池阵轴向旋转,再绕其他轴向旋转,保证太阳电池阵方向能源损失最小。
如图1所示,假定成像相机安装在卫星本体1的-Zb方向,太阳帆板2安装在卫星的-Yb面,小卫星运行在降交点地方时11:00AM的正午轨道上,太阳角为15°~25°之间。卫星长期对日定向,根据遥控指令执行对惯性天区定向,执行任务后,根据指令转回对日定向,等待下一次任务。
偏差四元数计算方法如下:
1.首先确定惯性天区在惯性系的位置矢量T=[Txi Tyi Tzi],根据Txi和Tzi确定目标矢量在惯性坐标系XiOZi平面内的位置;
5.计算偏差四元数,根据卫星本体相对惯性系的四元数Qbi,计算偏差四元数Qe=QtiQbi。
根据以上方法计算的偏差四元数能够进一步保证太阳电池阵能源损失最小。
本发明提供的一种卫星机动路径的规划方法与***,小卫星由对日定向转为对惯性定向时,通过合理规划机动路径保证能源损失率最小,可以减少电池阵的尺寸,进而减少整星的包络,满足小卫星商业化的发展路线。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种卫星机动路径的规划方法,其特征在于:当卫星由对日定向转为对惯性天区定向时,首先绕太阳电池阵轴向旋转,然后再绕非太阳电池阵轴向的其他轴向旋转,使太阳电池阵轴向旋转角度最小;
在卫星的机动过程中,采用以下偏差四元数的计算方法:
1)首先确定惯性天区在惯性系的单位位置矢量T=[Txi Tyi Tzi],即目标矢量,根据Txi和Tzi确定目标矢量在惯性坐标系XiOZi平面内的位置;
5)计算偏差四元数,根据卫星本体相对惯性系的四元数Qbi,计算偏差四元数Qe=QtiQbi。
2.根据权利要求1所述的卫星机动路径的规划方法,其特征在于:卫星长期对日定向,根据遥控指令执行对惯性天区定向,执行任务后,根据指令转回对日定向,等待下一次任务。
3.根据权利要求2所述的卫星机动路径的规划方法,其特征在于:当卫星由对惯性天区定向转回对日定向时,首先绕太阳电池阵轴向旋转,再绕非太阳电池阵轴向的其他轴向旋转。
4.一种卫星机动路径的规划***,其特征在于:包括可读存储介质,所述可读存储介质中存储有执行指令,所述执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010597026.4A CN111792059B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种卫星机动路径的规划方法与*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010597026.4A CN111792059B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种卫星机动路径的规划方法与*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111792059A CN111792059A (zh) | 2020-10-20 |
CN111792059B true CN111792059B (zh) | 2022-04-22 |
Family
ID=72803867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010597026.4A Active CN111792059B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种卫星机动路径的规划方法与*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111792059B (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6695262B2 (en) * | 2001-12-07 | 2004-02-24 | The Boeing Company | Spacecraft methods and structures for enhanced service-attitude accuracy |
US6921050B2 (en) * | 2003-01-17 | 2005-07-26 | Northrop Grumman Corporation | Solar torque control using thin film directionally reflective, emissive, absorptive and transmissive surfaces |
CN101733749B (zh) * | 2009-12-22 | 2014-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 空间机器人多领域统一建模与仿真*** |
CN101858747A (zh) * | 2010-03-26 | 2010-10-13 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种有效利用地球辐照能的卫星帆板对日定向目标姿态的解析确定方法 |
CN103293957A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-11 | 上海新跃仪表厂 | 一种相对动坐标系进行路径规划的卫星姿态机动方法 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010597026.4A patent/CN111792059B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111792059A (zh) | 2020-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108508918B (zh) | 一种静轨遥感卫星数传天线高精度实时对地指向控制方法 | |
Shoemaker et al. | Orbital express space operations architecture program | |
WO2005090161A1 (en) | Apparatus for a geosynchronous life extension spacecraft | |
US11787569B2 (en) | System and method for optimizing a low-thrust trajectory of a spacecraft trajectory | |
CN110901956B (zh) | 以对地指向偏差为约束的卫星平稳对日定向方法 | |
US6019320A (en) | Spacecraft acquisition of sun pointing | |
CN109858151B (zh) | 一种适用于惯性空间观测卫星的热环境保障设计方法 | |
Defendini et al. | Low cost CMG-based AOCS designs | |
CN112329202B (zh) | 一种火星车对环绕器天线指向算法的优化实现方法 | |
CN111792059B (zh) | 一种卫星机动路径的规划方法与*** | |
US6076774A (en) | Fuel and thermal optimal spiral earth acquisition | |
US11338944B2 (en) | Control system for executing a safing mode sequence in a spacecraft | |
JP2023155474A (ja) | デブリ除去衛星、地上設備、デブリ除去制御装置、および、デブリ除去制御方法 | |
CN107323685A (zh) | 敏捷sar小卫星及其总体设计方法 | |
Watanabe et al. | Initial In-Orbit Operation Result of Microsatellite HIBARI: Attitude Control by Driving Solar Array Paddles | |
Watanabe et al. | Concept Design and Development of 30kg Microsatellite HIBARI for Demonstration of Variable Shape Attitude Control | |
CN112977889B (zh) | 一种基于太阳敏感器和地球敏感器的卫星姿态捕获方法 | |
Saiki et al. | Attitude operation results of solar sail demonstrator IKAROS | |
CN113772130A (zh) | 一种确定太阳电池阵法线矢量的方法 | |
Stevens | Concurrent engineering methods and models for satellite concept design | |
JP7511776B2 (ja) | 衛星見守りシステム、衛星情報伝送システム、見守り衛星、インフラストラクチャ衛星、双方向通信標準端末、見守りセンター、データ中継衛星、シスルナデータ中継衛星、および、輸送機 | |
Hardhienata et al. | LAPAN-TUBSAT: From Concept to Early Operation | |
Valarmathi et al. | RISAT-1 spacecraft configuration: architecture, technology and performance | |
EP4351033A1 (en) | Communication satellite, satellite constellation, inter-satellite communication method, artificial satellite, and ground facility | |
Burk | Managing Cassini safe mode attitude at saturn |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518000 whole building of satellite building, 61 Gaoxin South Jiudao, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Aerospace Dongfanghong Satellite Co.,Ltd. Address before: 518000 whole building of satellite building, 61 Gaoxin South Jiudao, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: AEROSPACE DONGFANGHONG DEVELOPMENT Ltd. |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |