一种保证星地链路的卫星三轴对日定向控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星定向控制方法，具体涉及一种保证星地链路的卫星三轴对日定向控制方法。
技术介绍
太阳同步轨道卫星，往往都会将太阳帆板面对日作为常规控制模式之一或作为安全控制模式，因该模式能保证太阳帆板受照，即保证能源充足供应。该模式均基于太阳敏感器进行两轴对日定向，即星体对日轴是慢旋或惯性保持的，原本处于对地方向的测控天线存在朝天的可能性，无法保证粗对地指向需求；此外卫星对日定向期间，为保证接到任务后能更快的转入对地姿态，希望对日定向转对地定向的姿态机动转角尽量小。因此有必要设计基于星敏感器姿态的卫星三轴对日定向姿态基准及姿态追踪策略，该姿态控制模式要求能够保证帆板对日定向后的星地链路畅通，且保证对日转对地机动时具有次优机动路径。以浦江一号卫星对日基准设计为例，该卫星处于降交点地方时8时的太阳同步轨道。首先定义卫星本体坐标系ObXbYbZb、卫星轨道坐标系OoXoYoZo和对日定向坐标系OsXsYsZs。在太阳帆板面(星体-Yb方向)对日基础上，为希望Zb接近Zo，则取Xs＝Zo叉乘太阳矢量在轨道系分量So，进而保证Zs在Zo和So所在平面内。具体过程如图1所示，为保证Zs在Zo和So所在平面内，先令Xs垂直于Zo和So所在平面，即先绕Zo转偏航角得到临时坐标轴Xo1轴，进而绕Xo1轴转滚动角即得到对日基准系，不需再绕Y轴旋转。即以矢量约束方法建立对日基准系时，实际只经过两次旋转，不再需第三次旋转。对日基准Zs轴与轨道系Zo轴的夹角体现了测控天线与地心矢量夹角，其结果如图2所示，该夹角的最大值与太阳矢量与轨道面负法线矢量的夹角量级一致。
技术实现思路
本专利...
【技术保护点】
一种保证星地链路的卫星三轴对日定向控制方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、根据卫星轨道计算得到的太阳矢量，求出太阳矢量在卫星轨道坐标系下的投影；S2、根据卫星轨道和卫星极性定义，建立对日定向基准坐标系，并计算对日定向基准坐标系相对卫星轨道坐标系的姿态四元数；S3、计算星体相对卫星轨道坐标系的姿态四元数与对日定向基准坐标系相对卫星轨道坐标系的姿态四元数之间的误差四元数；S4、根据误差四元数的符号，进行姿态追踪；S5、当连续满足误差四元数小于预设阈值，则建立星敏对日标志，使用星敏进行三轴稳定对日控制，否则继续基于太阳敏感器进行两轴对日控制。
【技术特征摘要】
1.一种保证星地链路的卫星三轴对日定向控制方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、根据卫星轨道计算得到的太阳矢量，求出太阳矢量在卫星轨道坐标系下的投影；S2、根据卫星轨道和卫星极性定义，建立对日定向基准坐标系，并计算对日定向基准坐标系相对卫星轨道坐标系的姿态四元数；S3、计算星体相对卫星轨道坐标系的姿态四元数与对日定向基准坐标系相对卫星轨道坐标系的姿态四元数之间的误差四元数；S4、根据误差四元数的符号，进行姿态追踪；S5、当连续满足误差四元数小于预设阈值，则建立星敏对日标志，使用星敏进行三轴稳定对日控制，否则继续基于太阳敏感器进行两轴对日控制。2.如权利要求1所述的卫星三轴对日定向控制方法，其特征在于，所述的计算太阳矢量在卫星轨道坐标系下的投影的公式为： S o = q o i 0 2 + q o i 1 2 - q o i 2 2 - q o i 3 2 2 q o i 0 q o i 3 + 2 q o i 1 q o i 2 - 2 q o i 0 q o i 2 + 2 q o i 1 q o i 3 - 2 q o i 0 q o i 3 + 2 q o i 1 q o i 2 q o i 0 2 - q o i 1 2 + q o i 2 2 - q o i 3 2 2 q o i 0 q o i 1 + 2 q o i 2...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜宁，尹海宁，赖京，袁彦红，孙锦花，沈煜昊，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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