北斗三号卫星处于地影期时预报姿态的方法技术

本发明专利技术提供了一种北斗三号卫星处于地影期时偏航角正负阶跃时姿态预报的方法，包括：通过PID算法，结合卫星参数，完成地影期偏航正负阶跃时每一状态的迭代，具体算法包括：计算当前时刻指令；指令一阶惯性处理，计算角加速度；计算下一时刻角速度，偏航角；以及循环迭代计算每一时刻偏航角步骤。计算每一时刻偏航角步骤。计算每一时刻偏航角步骤。

【技术实现步骤摘要】
北斗三号卫星处于地影期时预报姿态的方法


[0001]本专利技术涉及北斗卫星
，特别涉及一种北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时预报姿态的方法。

技术介绍

[0002]在现有技术中，为了满足导航载荷与测控天线对地指向的需求，同时保证帆板的对日指向以获取能源，北斗三号导航系统MEO卫星常规运行过程中姿态采用动态偏航模式，在太阳高度角较小时采用连续动偏控制模式。导航卫星偏航姿态模式的变化会引起卫星太阳能帆板和卫星本体受照面的变化，从而影响卫星在轨的受力状态。随着北斗导航卫星的发展，对定轨要求的提高，对光压模型和偏航姿态模式研究分析进而提高北斗的定轨精度成为重要课题。
[0003]现有技术具有如下缺陷，当轨道太阳角β处于[
‑3°
,+3
°
]时，卫星处于深地影区。在一年内，北斗MEO卫星轨道太阳角经历两次符号变换，即两段地影期。偏航角也经历两次符号变换，常规预报算法直接计算会产生偏航角符号变化。实际姿控伺服系统的为减少正负变换的负荷压力，采用连续动态偏航，以使当前状态偏航角与上一状态偏航角尽量保持平稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时姿态预报的方法，其特征在于，包括：通过PID算法，结合卫星参数，完成地影期偏航正负阶跃时每一状态的迭代，具体算法包括：计算当前时刻指令；指令一阶惯性处理，计算角加速度；计算下一时刻角速度，偏航角；以及循环迭代计算每一时刻偏航角步骤。2.如权利要求1所述的北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时预报姿态的方法，其特征在于，轨道太阳角指的是卫星到太阳的矢量与卫星轨道面的夹角；卫星轨道坐标系+Z轴指向地心，+Y轴垂直于轨道面，与轨道面法线方向相反，+X轴由右手定则确定；由于卫星天线指地需求，卫星质心坐标系+Z轴与轨道坐标系+Z轴重合，卫星滚动角和俯仰角都为0。3.如权利要求1所述的北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时预报姿态的方法，其特征在于，计算偏航角需如下算法，计算当前时刻指令包括：e
ψi
＝ψ
i
‑
ψ
Aim
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)e
ωi
＝ω
i
‑
ω
aim
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中K
p
、K
i
、K
d
为PID算法中比例系数、积分系数和微分系数，ψ
i
为当前时刻偏航角，ψ
aim
为目标偏航角，e
ψi
为当前时刻偏航角与目标偏航角差值，ω
i
当前时刻偏航角速度，ω
aim
为目标偏航角速度。4.如权利要求1所述的北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时预报姿态的方法，其特征在于，指令一阶惯性处理，计算角加速度包括：经过一阶惯性处理，Ins
i
变换为Insout
i
，则角加速度α
i
为α
i
＝Insout
i
/J
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中J为转动惯量。5.如权利要求1所述的北斗三号卫星处于地影期偏航角正负阶跃时预报姿态的方法，其特征在于，计算下一时刻角速度，偏航角包括：下一状态角速度为ω
i+1
＝ω
i
+α
i
*T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)下一状态偏航角ψ
i+1
＝ψ
i
+...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵瑞强，林夏，龚文斌，赵帅，石碧舟，董明佶，刘欢，林宝军，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：