【技术实现步骤摘要】
本专利技术针对多器组合航天器，由于探测器构型复杂，测控天线存在被太阳翼、着陆腿等遮挡，采用传统单器测控无法实现对探测器的全空间测控需求的问题，提出了一种多器组合测控与信息系统联合设计方法，实现探测器在多器组合体、两器组合体和单器等多种工作模式下的全空间测控解决方案。
技术介绍
1、在多器组合状态下，由于构型布局的限制，无法依靠其中某一个或多个器测控单独实现全空间测控功能，需要从探测器总体设计角度出发，进行优化设计，以实现多器组合状态下全向测控功能。
2、以四器组合体为例，单器分别称为a器、b器、c器和d器，根据探测器构型布局，组合状态下，x频段测控天线(安装于a器和b器)存在被太阳翼(安装于a器和c器)遮挡问题。同时，在整个飞行过程中，探测器可能存在四器组合体、两器组合体、四器单独工作等模式。
3、探测器在四器分离前，为保证探测器能源供给，a器和c器的太阳翼均要展开，且为了避免两器太阳翼的相互遮挡，两器太阳翼垂直安装，二者十字交叉。在该种构型布局条件下，a器测控天线安装方向与c器太阳翼展开方向平行，位于c太阳翼展开正下方(-x方向)，b器测控天线安装方向与a器太阳翼展开方向平行，位于a器太阳翼展开正上方(+x方向)。因此，在四器组合状态下，a器测控天线在+x方向受c器太阳翼遮挡影响，b器测控天线在-x方向受a器太阳翼遮挡影响，单独采用a器或b器均无法实现探测器的全空间测控需求。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一个能够实
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，步骤如下：
4、(1)建立工作模式集合，根据探测器实际在轨工作模式，给出探测器的最大工作模式集合；
5、(2)根据探测器构型，确定测控天线布局，仿真分析给出各种模式下方向图辐射覆盖范围及影响；
6、(3)根据步骤(1)和(2)，确定组合体状态下测控和信息需交互的工作模式，满足各模式下全空间测控需求；
7、(4)完成器间遥控与遥测信息交互设计，在单器设计基础上，以最小代价实现各器间遥控、遥测信息交互；
8、(5)确定地面测控系统测控实施方法，并根据地面测控支持情况与任务要求，完善飞行程序设定；
9、(6)按照探测器飞行程序时序设计，遍历航天器工作模式，验证测控与信息系统联合设计是否满足各阶段全空间测控与信息传输要求，若满足，则进行步骤(7)，否则返回步骤(2)，重新确定测控天线布局及仿真；
10、(7)完成测控与信息系统联合设计。
11、优选的，所述步骤(2)中，具备独立测控数传功能的探测器，其测控天线布局需能够满足测控全空间覆盖的要求。
12、优选的，同一个探测器的天线不能和太阳翼安在同一侧板上。
13、优选的，有单器测控需求的探测器，其天线通过半空间异频组阵方式实现全空间测控覆盖。
14、优选的，探测器测控天线的辐射体若低于舱外设备，则应架高该测控天线，使其高于舱外设备。
15、优选的，有返回需求的探测器，其测控天线的布局应避开热流密度最高的区域。
16、优选的，地面测控系统地面站上行在同一时刻只发送一个频点上行信号，地面站具备m个频点分时发送功能，m为具备独立测控和数传能力的探测器个数。
17、优选的，地面站下行具备m频点同时接收能力，依据当前对地有利的姿态选择接收m个探测器其中一个的频点。
18、优选的，多器组合状态下，当进行轨道机动以及多器分离前姿态调整时，探测器姿态变化较大，此时地面采用双站测控，双站同时可见的方式工作。
19、优选的，多器组合状态下，若某个探测器出现异常情况，如果地面站能够接收到该探测器的下行信号，则根据接收到的下行信号选择相应上行频点进行应急遥控指令发送。
20、本专利技术与现有技术相比有益效果为：
21、(1)本专利技术提出了探测器在多器组合状态下的全空间测控解决方案。本专利技术从工程的角度出发，综合考虑任务需求、设备重量与功耗的限制等因素，提出了探测器在多器组合状态下的全空间测控解决方案。
22、(2)本专利技术根据多器组合体状态下x频段测控天线与太阳翼布局条件，提出了多器组合测控方案，以四器为例，采用bc两器组合体和ad两器组合体组合测控方案实现四器组合状态下测控全空间覆盖，解决太阳翼对测控天线遮挡问题。
23、(3)本专利技术提出了结合地面测控系统测控实施与飞行程序迭代设计思路，从实际任务执行角度确定各工作模式满足情况，对工作模式设计有效性进行充分验证。
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1.多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于步骤如下：
2.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，具备独立测控数传功能的探测器，其测控天线布局需能够满足测控全空间覆盖的要求。
3.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：同一个探测器的天线不能和太阳翼安在同一侧板上。
4.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：有单器测控需求的探测器，其天线通过半空间异频组阵方式实现全空间测控覆盖。
5.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：探测器测控天线的辐射体若低于舱外设备，则应架高该测控天线，使其高于舱外设备。
6.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：有返回需求的探测器，其测控天线的布局应避开热流密度最高的区域。
7.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：地面测控系统地面站上行在同
8.根据权利要求7所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：地面站下行具备M频点同时接收能力，依据当前对地有利的姿态选择接收M个探测器其中一个的频点。
9.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：多器组合状态下，当进行轨道机动以及多器分离前姿态调整时，探测器姿态变化较大，此时地面采用双站测控，双站同时可见的方式工作。
10.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：多器组合状态下，若某个探测器出现异常情况，如果地面站能够接收到该探测器的下行信号，则根据接收到的下行信号选择相应上行频点进行应急遥控指令发送。
...【技术特征摘要】
1.多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于步骤如下：
2.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，具备独立测控数传功能的探测器，其测控天线布局需能够满足测控全空间覆盖的要求。
3.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：同一个探测器的天线不能和太阳翼安在同一侧板上。
4.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：有单器测控需求的探测器，其天线通过半空间异频组阵方式实现全空间测控覆盖。
5.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：探测器测控天线的辐射体若低于舱外设备，则应架高该测控天线，使其高于舱外设备。
6.根据权利要求1所述的多器组合航天器测控与信息系统联合设计方法，其特征在于：有返回需求的探测器，其测控天线的布局应避开热流密度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓光，徐宝碧，陈刚，强晖萍，雪霁，赵洋，黄昊，张伍，程慧霞，张溢，张婷，王孖杰，程一豪，白帆，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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