地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109491400A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811348795.X(22)申请日2018.11.13(71)申请人北京控制工程研究所地址100080北京市海淀区北京2729信箱(72)发明人乔国栋刘新彦宗立森黎康(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人徐辉(51)Int.Cl.G05D1/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法(57)摘要本发明涉及一种地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，在轨每天能够自主进行中午、午夜阳光规避，且中午阳光规避的时间起点地面可控；同时本技术可以确保阳关规避前后，相机指向的地面目标不会变动；而且可以根据四季之中太阳方向，合理有效地设计最短规避轨迹，最大程度地减少动量轮的使用；对于午夜阳光规避，设计不同的拟合曲线，有效地避免控制可能存在的奇异问题；配合自主时间预报功能，帮助地面测控人员分析当前时刻，是否适合进行成像任务或者位保等相关操作，确保不同种类的任务之间在时序上冲突。整个设计方案实用性广泛，具有一定的应用前景。CN109491400ACN109491400A权利要求书1/2页1.一种地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，步骤如下：(1)判断所述卫星的飞行状态，如果为正向飞行则进入步骤(2)，否则进入步骤(4)；(2)每个控制周期计算太阳方向与轨道系-z轴之间的夹角αfs，αfs大于中午阳光规避起点值αfs_d时，则进入步骤(3)；(3)进行中午阳光规避；(4)每个控制周期计算太阳本体系投影与z轴夹角β，若β小于阳光规避阈值角βl，则进入步骤(5)；(5)进行午夜阳光规避；返回步骤(2)。2.如权利要求1所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，αfs的计算方法如下：其中Sox、Soz表示太阳在轨道系的滚动分量、偏航分量。3.如权利要求1或2所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，通过姿态机动进行中午阳光规避的为按照机动四元素qtcpn进行偏航轴姿态机动：qtcpn＝q_tc⊙[0010]式中，⊙表示四元素乘法。4.如权利要求3所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，进行午夜阳光规避的具体方法为：4.1计算等效太阳高度角α*；*4.2由等效太阳高度角α以及太阳本体系投影与z轴夹角β计算偏航偏置角ψsunavoid；4.3计算俯仰偏置角θsunavoid。5.如权利要求4所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，步骤4.1中计算等效太阳高度角α*的方法为线性或者指数方法；线性方法为：指数方法为：其中βl为阳光规避阈值角，αl为太阳高度阈值角，α为太阳高度角。6.如权利要求5所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，偏航角偏置起始阶段选择线性方法；太阳高度小于10度时，选择指数方法。7.如权利要求5所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其2CN109491400A权利要求书2/2页特征在于，偏航偏置角ψsunavoid计算方法如下：8.如权利要求7所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，俯仰偏置角θsunavoid计算方法如下：式中，Sb表示太阳在本体系的分量；Sb1表示太阳在本体偏航轴机动ψsunavoid角度之后的坐标系中的分量；βp＝atan2(Sb[0],Sb[2])式中，βp为过程量，βn是相机安全角。9.如权利要求1或2所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，地球静止轨道卫星进行自主时间预报。10.如权利要求1或2所述的地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法，其特征在于，所述斜切遮光罩为按照照射方向把能照射到内壁部分的遮光罩部分切除，使得阳光从相机斜口遮光罩的最高点处成一定角度照射过来时不会照到内壁。3CN109491400A说明书1/7页地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法技术领域[0001]本发明属于航天器姿态轨道控制领域，涉及一种球地球静止轨道卫星具有斜切遮光罩相机实时阳光规避方法。背景技术[0002]地球静止轨道遥感卫星的主载荷为相机，在轨运行时午夜时分需要规避太阳，避免阳光对镜头的暴晒问题。对于采用平口遮光罩，可以通过卫星星体绕滚动轴转动规避阳光。不管平口遮光罩怎样规避阳光，总避免不了阳光以一定的角度照射到遮光罩内壁，造成相机的热设计代价较高，同时对载荷的重量有所提高。[0003]但是对