异面质比卫星星座的自主构型维持方法及装置、电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法及装置、电子设备，属星座轨道控制技术领域。本发明专利技术设计两个层级的控制逻辑分别进行星座宏观构型的控制和编队微观构型的控制，并采用控制卫星轨道半长轴的方法补偿异面质比卫星的相位漂移差异，消除了传统星座构型维持方法中忽略卫星面质比差异和漂移轨迹差异引起的控制频率高，控制效率低，控制周期不清晰和效果混乱的现象。用于含多星跟飞编队的低轨异面质比星座的星间相位有界性维持，能够同时保证星座的基本构型维持和编队卫星跟飞距离的维持。维持周期明确，每次维持后能获得较长时间的稳定构型，实现高效自主维持，控制逻辑简洁清晰，方便空间任务的设计与执行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
异面质比卫星星座的自主构型维持方法及装置、电子设备


[0001]本申请涉及星座轨道控制
，尤其涉及异面质比卫星星座的自主构型维持方法及装置、电子设备。

技术介绍

[0002]近年来空间任务逐渐密集化、复杂化、多元化，为节约星座的制造与发射成本和空间轨位资源，星座正在经历从单一功能向多功能的转变。多功能星座由各类不同功能的卫星组成，通过星间协同工作和信息资源共享使过去多个星座的功能集成到一个星座中，极大的提高了功能密度与效费比，节约成本与资源，是星座的重要发展方向。由于多星协同的工作需要，多功能星座中往往要求某些卫星组成跟飞编队，形成“卫星—编队—星座”的三层结构。星座中不同功能的卫星携带不同的功能载荷，具有不同的外观结构，导致卫星在轨迎风面质比不同，因而多功能星座属于异面质比星座。因此内含编队的多功能星座在构型、层级结构和构型控制方法上都明显不同于单星独立工作的传统星座。
[0003]此类多功能星座的轨道控制至少包含两个层级的控制问题，编队级的微观构型控制和星座级的宏观构型控制。其关键问题在于，首先，对星座构型具有相对严格的要求来保证卫星协同工作的顺利执行，在编队跟飞距离保持的同时还需保证星座整体的基本构型不变。同时，不同功能卫星的迎风面面质比不同，在轨所受的大气阻力差异将导致卫星的漂移不一致，从而加剧星座构型的破坏。此外，多星控制的复杂性使得维持方法无法依据经验直观获得。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]星座构型维持方法主要有绝对相位保持和相对相位保持两种，以往的构型维持未考虑卫星面质比不同带来的漂移不一致，也未针对此种现象在控制层面做出应对措施。若直接沿用到编队和星座同时控制的异面质比星座中，必然会造成控制频率增加，效率降低甚至效果混乱的现象，影响任务的顺利执行。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的是提供一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法及装置、电子设备，以解决相关技术中存在的同轨面异面质比星座无法自主维持构型的技术问题。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法，应用于编队主星，包括：
[0008]接收各参考星的参考星纬度辐角变化量；
[0009]获取编队维持时间、各成员星的成员星半长轴、成员星标称半长轴、标准纬度辐角差值、成员星轨道衰减率和成员星纬度辐角；
[0010]根据所述编队维持时间、参考星纬度辐角变化量和各成员星的成员星半长轴、成员星轨道衰减率、成员星纬度辐角、标准纬度辐角差值、成员星标称半长轴，计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量；
[0011]将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星，以使得各成员星根据所述成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量进行轨道机动。
[0012]根据本申请实施例的第二方面，提供一种异面质比卫星星座的自主构型维持装置，应用于编队主星，包括：
[0013]接收模块，用于接收各参考星的参考星纬度辐角变化量；
[0014]第一获取模块，用于获取编队维持时间、各成员星的成员星半长轴、成员星标称半长轴、标准纬度辐角差值、成员星轨道衰减率和成员星纬度辐角；
[0015]第一计算模块，用于根据所述编队维持时间、参考星纬度辐角变化量和各成员星的成员星半长轴、成员星轨道衰减率、成员星纬度辐角、标准纬度辐角差值、成员星标称半长轴，计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量；
[0016]第一发送模块，用于将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星，以使得各成员星根据所述成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量进行轨道机动。
[0017]根据本申请实施例的第三方面，提供一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法，应用于参考星主星，包括：
[0018]获取当前时刻、各参考星的参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星上一次回到目标轨道的时刻、参考星纬度辐角、参考星维持时间和参考星轨道衰减率以及各参考星所在编队的编队维持时间；
[0019]根据各参考星的参考星纬度辐角，确定基准星并计算各参考星的参考星纬度辐角调整量；
[0020]根据所述基准星的基准星轨道衰减率、基准星半长轴、基准星标称半长轴和基准星维持时间，计算基准星半长轴调整量和基准星纬度辐角变化量；
[0021]根据基准星半长轴调整量，设置基准星半长轴第一调整量和基准星半长轴第二调整量；
[0022]根据所述参考星轨道衰减率、参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星维持时间和基准星纬度辐角变化量，计算除基准星之外所有参考星的参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量；
[0023]将所述基准星半长轴第一调整量和基准星半长轴第二调整量发送给所述基准星并将所述参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量发送给对应的参考星，以使得各参考星根据所述参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量进行轨道机动；
[0024]根据所述参考星标称半长轴、参考星轨道衰减率、参考星上一次回到目标轨道的时刻、参考星维持时间、参考星半长轴第一调整量、当前时刻和编队维持时间，计算参考星纬度辐角变化量；
[0025]将所述参考星纬度辐角变化量发送给编队主星，以使得编队主星获取编队维持时间、各成员星的成员星半长轴、成员星标称半长轴、标准纬度辐角差值、成员星轨道衰减率和成员星纬度辐角；根据编队维持时间、参考星纬度辐角变化量和各成员星的成员星半长轴、成员星轨道衰减率、成员星纬度辐角、标准纬度辐角差值、成员星标称半长轴，计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量；将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星，以使得各成员星根据所述成员星半长轴第一调整量和
成员星半长轴第二调整量进行轨道机动。
[0026]根据本申请实施例的第四方面，提供一种异面质比卫星星座的自主构型维持装置，应用于参考星主星，包括：
[0027]第二获取模块，用于获取当前时刻、各参考星的参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星上一次回到目标轨道的时刻、参考星纬度辐角、参考星维持时间和参考星轨道衰减率以及各参考星所在编队的编队维持时间；
[0028]确定模块，用于根据各参考星的参考星纬度辐角，确定基准星并计算各参考星的参考星纬度辐角调整量；
[0029]第二计算模块，用于根据所述基准星的基准星轨道衰减率、基准星半长轴、基准星标称半长轴和基准星维持时间，计算基准星半长轴调整量和基准星纬度辐角变化量；
[0030]设置模块，用于根据基准星半长轴调整量，设置基准星半长轴第一调整量和基准星半长轴第二调整量；
[0031]第三计算模块，用于根据所述参考星轨道衰减率、参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星维持时间和基准星纬度辐角变化量，计算除基准星之外所有参考星的参考星半长轴第一调整量和参考星半长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法，其特征在于，应用于编队主星，包括：接收各参考星的参考星纬度辐角变化量；获取编队维持时间、各成员星的成员星半长轴、成员星标称半长轴、标准纬度辐角差值、成员星轨道衰减率和成员星纬度辐角；根据所述编队维持时间、参考星纬度辐角变化量和各成员星的成员星半长轴、成员星轨道衰减率、成员星纬度辐角、标准纬度辐角差值、成员星标称半长轴，计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量；将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星，以使得各成员星根据所述成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量进行轨道机动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：每个编队监控周期开始时，判断编队参考星是否正在执行轨道机动，若是，则等待所述编队参考星轨道机动结束；根据各成员星的成员星纬度辐角，判断编队中的所有成员星是否都满足编队构型约束，若是，则更新所述编队监控周期，若否，则计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量并将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成员星轨道衰减率由根据两次测量时刻及所述两次测量时刻对应的成员星半长轴计算得到。4.一种异面质比卫星星座的自主构型维持方法，其特征在于，应用于参考星主星，包括：获取当前时刻、各参考星的参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星上一次回到目标轨道的时刻、参考星纬度辐角、参考星维持时间和参考星轨道衰减率以及各参考星所在编队的编队维持时间；根据各参考星的参考星纬度辐角，确定基准星并计算各参考星的参考星纬度辐角调整量；根据所述基准星的基准星轨道衰减率、基准星半长轴、基准星标称半长轴和基准星维持时间，计算基准星半长轴调整量和基准星纬度辐角变化量；根据基准星半长轴调整量，设置基准星半长轴第一调整量和基准星半长轴第二调整量；根据所述参考星轨道衰减率、参考星半长轴、参考星标称半长轴、参考星维持时间和基准星纬度辐角变化量，计算除基准星之外所有参考星的参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量；将所述基准星半长轴第一调整量和基准星半长轴第二调整量发送给所述基准星并将所述参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量发送给对应的参考星，以使得各参考星根据所述参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量进行轨道机动；根据所述参考星标称半长轴、参考星轨道衰减率、参考星上一次回到目标轨道的时刻、参考星维持时间、参考星半长轴第一调整量、当前时刻和编队维持时间，计算参考星纬度辐角变化量；将所述参考星纬度辐角变化量发送给编队主星，以使得编队主星获取编队维持时间、
各成员星的成员星半长轴、成员星标称半长轴、标准纬度辐角差值、成员星轨道衰减率和成员星纬度辐角；根据编队维持时间、参考星纬度辐角变化量和各成员星的成员星半长轴、成员星轨道衰减率、成员星纬度辐角、标准纬度辐角差值、成员星标称半长轴，计算成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量；将所述各成员星的半长轴第一调整量和半长轴第二调整量发送给各成员星，以使得各成员星根据所述成员星半长轴第一调整量和成员星半长轴第二调整量进行轨道机动。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：每个参考星监控周期开始时，获取各参考星的参考星纬度辐角；根据所述各参考星的参考星纬度辐角，判断是否存在参考星不符合参考星构型约束，若是，则计算各参考星的参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量并将所述各参考星的参考星半长轴第一调整量和参考星半长轴第二调整量发送给各参考星，若否，则更新所述参考星监控周期。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述基准星轨道衰减率、基准星半长轴、基准星标称半长轴和基准星维持时间，计算基准星半长轴调整量和基准星纬度辐角变化量，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙涛，刘思阳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：