一种微小卫星自主请求式轨道服务系统技术方案

一种微小卫星自主请求式轨道服务系统，它包括地面测控系统、星载管控应用软件和星地数据交互接口；地面测控系统，包括测控中心与测控站，用于遥控指令上注、遥测数据接收处理和精密定轨；星载管控应用软件包括自主定轨模块、高精度轨道预报模块、任务调度管理模块；星地数据交互接口用于实现星地上行数据和下行数据的格式约定。本发明专利技术的目的是为了提供一种能在星上一直维持着相当于地面计算轨道精度的轨道预报结果的微小卫星自主管控技术，以解决现有技术只能满足一般微小卫星轨道预报任务中对卫星位置的中等精度要求，难以满足自主任务规划等卫星载荷应用高精度要求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微小卫星自主请求式轨道服务系统
本专利技术属于航天
，具体涉及微小卫星自主管控技术，尤其涉及一种微小卫星自主请求式轨道服务系统。
技术介绍
随着航天技术的发展，特别是近年来微小卫星技术的广泛应用，星载计算机计算和存储能力的不断增强，微小卫星的研制与发射成本显著降低。提高微小卫星自主运行能力对于减少测控资源的开销、降低地面管控的压力，以及向其他星载应用提供轨道服务，均具有非常重要的意义。为了实现微小卫星自主管控，需要的轨道服务功能主要包括实时轨道确定和轨道预报，前者主要用于卫星各种实时应用，如敏感器与可驱动天线的指向、卫星三轴姿态控制等；后者主要用于卫星自主任务规划和自主管理等。目前，微小卫星广泛使用低成本的全球导航系统接收机(包括美国的GPS与我国的北斗导航系统)数据来实现实时轨道确定，而在轨道预报方面主要采用解析模型快速预报任意时刻的航天器位置速度，但这只能满足一般微小卫星轨道预报任务中对卫星位置的中等精度要求，难以满足自主任务规划等卫星载荷应用的高精度要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微小卫星自主请求式轨道服务系统，其特征在于：它包括地面测控系统、星载管控应用软件和星地数据交互接口；/n所述地面测控系统，包括测控中心与测控站，用于遥控指令上注、遥测数据接收处理和精密定轨；/n所述星载管控应用软件包括自主定轨模块、高精度轨道预报模块、任务调度管理模块；其中，自主定轨模块用于处理卫星平台GPS或者DBS观测数据，完成准实时定轨；高精度轨道预报模块用于完成航天器的轨道星历计算；任务调度管理模块完成整个星上应用的逻辑时序控制、轨道位置超差判断，以及星地数据交互接口操作；/n所述星地数据交互接口用于实现星地上行数据和下行数据的格式约定。/n

【技术特征摘要】
1.一种微小卫星自主请求式轨道服务系统，其特征在于：它包括地面测控系统、星载管控应用软件和星地数据交互接口；
所述地面测控系统，包括测控中心与测控站，用于遥控指令上注、遥测数据接收处理和精密定轨；
所述星载管控应用软件包括自主定轨模块、高精度轨道预报模块、任务调度管理模块；其中，自主定轨模块用于处理卫星平台GPS或者DBS观测数据，完成准实时定轨；高精度轨道预报模块用于完成航天器的轨道星历计算；任务调度管理模块完成整个星上应用的逻辑时序控制、轨道位置超差判断，以及星地数据交互接口操作；
所述星地数据交互接口用于实现星地上行数据和下行数据的格式约定。


2.根据权利要求1所述的微小卫星自主请求式轨道服务系统，其特征在于：所述星地数据交互接口采用卫星遥测遥控信息提供的自定义功能实现星地上行数据和下行数据的格式约定，上行数据包括最新的瞬时轨道根数、轨道动力学参数和星载管控应用软件配置参数，下行数据包括星载管控应用软件运行参数和轨道位置超差状态。


3.根据权利要求1所述的微小卫星自主请求式轨道服务系统，其特征在于：所述自主定轨模块，以GPS或BDS观测数据为输入，基于扩展卡尔曼滤波与简化的动力学模型和拉格朗日插值实现定轨，定轨周期可以通过星地数据交互上行接口进行配置。


4.一种微小卫星自主请求式轨道服务系统的运行方法，其特征在于，卫星在轨运行期间，采用以下步骤：
步骤1)星载管控应用软件以可配置的预报周期进行高精度轨道预报，以可配置的时间间隔进行自主定轨，并对同一时间段的自主定轨结果和轨道预报结果进行比较；
步骤2)当比较的结果的位置差超过门限值时，星载管控应用软件通过开门站测控的跟踪窗口，基于星地数据交互接口发送轨道数据更新请求遥测包；
步骤3)地面测控系统收到请求后，解析遥测数据、自动运行精密轨道确定，并基于星地数据交互接口在该跟踪窗口内遥控上注最新瞬时轨道根数；在位置差...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建平，李恒年，高惠荔，任勃，杜凯，高宁，朱俊，杜卫兵，朱志诚，王明，潘宴涛，李永华，
申请(专利权)人：中国西安卫星测控中心，
类型：发明
国别省市：陕西;61