深空探测器的质量在轨测量方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种深空探测器的质量在轨测量方法、系统及介质，包括：步骤1：在探测器使用轮控模式保持惯性指向时，地面遥控设置深空探测器的推力器发出短脉冲喷气，改变整器角动量；步骤2：根据探测器喷气前后稳态时的角动量变化量和推力器力臂，计算喷气期间的推力冲量；步骤3：根据喷气期间加速度计测得的速度增量和喷气期间的喷气冲量，计算整器质量。本发明专利技术测量精度高，燃料消耗少，整器质量估算可用于后续轨控点火时长的计算，提高轨控精度，减少轨控燃料消耗。

【技术实现步骤摘要】
深空探测器的质量在轨测量方法、系统及介质
本专利技术涉及空间飞行器
，具体地，涉及一种深空探测器的质量在轨测量方法、系统及介质。
技术介绍
深空探测器为了实现脱离地球引力、进入巡航轨道或进入星地间转移轨道以及再入行星、绕飞行星等目标，需多次变轨以满足节约燃料、修正入轨精度等要求。飞行期间整器燃料消耗多，质量变化剧烈，每次变轨前需精确估算燃料余量和整器质量以便设计合理的变轨策略。辨识结果的偏差将会导致变轨偏差甚至燃料消耗过量无法完成后续任务。目前在轨飞行器质量的辨识主要针对燃料剩余量辨识的工作开展，整器质量由燃料质量加上飞行器干重得到。专利文献CN103453693A(申请号：201310212720.X)公开了一种采用增压泵增压的压力回灌系统，提出在燃料储箱下部粘贴加热器和热敏电阻，通过数学建模和地面热真空试验相结合的方法，得到燃料剩余量和热响应曲线的关系，进而利用在轨热响应特性估算燃料余量。该专利受限于储箱建模准确性，且仅适用少量推进剂的质量估算，当燃料剩余较多时难以适应。专利文献CN103136425A(申请号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深空探测器的质量在轨测量方法，其特征在于，包括：/n步骤1：在探测器使用轮控模式保持惯性指向时，地面遥控设置深空探测器的推力器发出短脉冲喷气，改变整器角动量；/n步骤2：根据探测器喷气前后稳态时的角动量变化量和推力器力臂，计算喷气期间的推力冲量；/n步骤3：根据喷气期间加速度计测得的速度增量和喷气期间的喷气冲量，计算整器质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种深空探测器的质量在轨测量方法，其特征在于，包括：
步骤1：在探测器使用轮控模式保持惯性指向时，地面遥控设置深空探测器的推力器发出短脉冲喷气，改变整器角动量；
步骤2：根据探测器喷气前后稳态时的角动量变化量和推力器力臂，计算喷气期间的推力冲量；
步骤3：根据喷气期间加速度计测得的速度增量和喷气期间的喷气冲量，计算整器质量。


2.根据权利要求1所述的深空探测器的质量在轨测量方法，其特征在于，所述步骤1包括：探测器使用飞轮保持姿态惯性指向，通过地面遥控方式设置探测器的任意一个推力器发出持续预设时间的短脉冲喷气，喷气结束后通过轮控回到原惯性姿态。


3.根据权利要求1所述的深空探测器的质量在轨测量方法，其特征在于，所述步骤2包括：喷气前通过稳态情况下的飞轮转速，得到整星角动量为：



其中，C3×n为飞轮安装矩阵，hn为第n台飞轮角动量；
使用同样的方法获得喷气后整器稳态时的角动量Hq，喷气产生的角动量增量为：
ΔH＝Hq-Hp
根据推力器安装位置得到推力器力臂l，则喷气产生的推力冲量为：





4.根据权利要求3所述的深空探测器的质量在轨测量方法，其特征在于，所述步骤3包括：在喷气期间加速度计测得整器速度增量Δv，得到整器质量：





5.一种深空探测器的质量在轨测量系统，其特征在于，包括：
模...

【专利技术属性】
技术研发人员：信思博，褚英志，朱新波，张伟，牛俊坡，王伟，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31