一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法技术

一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，属于火星探测姿态控制模式管理技术领域，当面对能源危机，探测器控制系统以能源优先的原则切换控制模式，保障星上能源要求。当通讯链路中断的情况下，探测器将自主计算机动目标姿态，执行机动，尽快恢复对地通讯链路。载荷系统中高分相机的安全工作对探测器姿态控制有约束，在星上自主机动路径规划中需避免高分相机见太阳。本发明专利技术方法，在飞行过程中应合理设计姿态控制基准，在满足能源要求的前提下，需最大限度保障通讯链路安全和载荷工作的安全。

An attitude control mode management method for Mars Exploration

【技术实现步骤摘要】
一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法
本专利技术涉及一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，具体涉及一种适用于火星探测的多安全约束下姿态控制模式管理方法，属于火星探测姿态控制模式管理

技术介绍
我国将于2020年执行首次火星探测任务。在飞行过程中，对火星探测器的姿态控制有多项安全约束条件。例如能源安全、通讯链路安全和载荷工作安全。能源安全和通讯链路的畅通是探测器顺利执行飞行任务的关键，在飞行过程中应合理设计姿态控制基准；此外还需最大限度保障通讯链路安全和载荷工作的安全，只有通讯链路和载荷工作均安全，才能有效获取火星探测的数据，为火星探测提供数据基础。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，当面对能源危机，探测器控制系统以能源优先的原则切换控制模式，保障星上能源要求。当通讯链路中断的情况下，探测器将自主计算机动目标姿态，执行机动，尽快恢复对地通讯链路。载荷系统中高分相机的安全工作对探测器姿态控制有约束，在星上自主机动路径规划中需避免高分相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，用于探测器的逃逸段和巡航段，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将地火转移段+Xb轴对日定向目标姿态四元数作为探测器长期稳态的对日控制基准；同时探测器的定向天线指向地；/nS2、如果探测器发生能源不足预警，将探测器的控制模式切换到飞轮粗对日模式，然后利用陀螺和模太控制用姿态四元数获得探测器的三轴姿态角，然后转入S3；否则直接转入S3；/nS3、如果探测器发生通讯链路中断，探测器进行旋转机动，恢复通讯链路，然后转入S4；否则直接转入S4；/nS4、如果探测器的高分相机直视太阳，则根据太阳矢量，使探测器的高分相机避开太阳，然后转入S5；否则直接转入S5...

【技术特征摘要】
1.一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，用于探测器的逃逸段和巡航段，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将地火转移段+Xb轴对日定向目标姿态四元数作为探测器长期稳态的对日控制基准；同时探测器的定向天线指向地；
S2、如果探测器发生能源不足预警，将探测器的控制模式切换到飞轮粗对日模式，然后利用陀螺和模太控制用姿态四元数获得探测器的三轴姿态角，然后转入S3；否则直接转入S3；
S3、如果探测器发生通讯链路中断，探测器进行旋转机动，恢复通讯链路，然后转入S4；否则直接转入S4；
S4、如果探测器的高分相机直视太阳，则根据太阳矢量，使探测器的高分相机避开太阳，然后转入S5；否则直接转入S5；
S5、火星探测的姿态控制模式管理方法结束。


2.根据权利要求1所述的一种适用于火星探测的姿态控制模式管理方法，其特征在于，地火转移段+Xb轴对日定向目标姿态四元数qio为：



其中，q′io由姿态矩阵转换获得，dq为注数偏置。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周誌元，秦捷，张姝，孙杰，李立斌，刘付成，
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