全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法、装置及介质；该方法可以包括：通过高斯摄动方程计算获取卫星处于初始椭圆轨道时用于保持远地点高度不变且抬升近地点高度所需的控制推力角；基于远地点附近对称推进策略，根据卫星的电推进发动机的每轨工作时长计算每轨的工作起止时刻；根据所述控制推力角所确定的推力加速度获取卫星的每轨所抬升的近地点高度增量，直至卫星达到目标轨道高度。轨道高度。轨道高度。

【技术实现步骤摘要】
全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法、装置及介质


[0001]本专利技术实施例涉及卫星轨道控制
，尤其涉及一种全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]随着卫星星座系统规模的不断增大以及一箭多星技术的发展，对于小卫星入轨后的初始布轨方法提出了新的要求：即运载火箭将小卫星送至为近地点高度较低的初始椭圆轨道，该初始椭圆轨道仅远地点高度与目标近圆轨道相同，随后需由小卫星自行完成由初始椭圆轨道到目标近圆轨道的转移，从而实现小卫星入轨后的初始布轨。
[0003]随着能源技术的不断发展，电推进技术凭借其能够提高有效载荷比的优势，已在空间任务中得到了广泛应用。利用电推进技术完成轨道转移任务，就能够大幅降低小卫星所需携带的化学推进剂质量。但是，由于电推进发动机能够提供的推力有限并且所需工作时间较长，通常难以将传统的借助化学推进剂进行脉冲推进的方案应用于电推进发动机以实现轨道转移的方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法、装置及介质；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全电推进小卫星初始布轨至圆轨道的方法，其特征在于，所述方法包括：通过高斯摄动方程计算获取卫星处于初始椭圆轨道时用于保持远地点高度不变且抬升近地点高度所需的控制推力角；基于远地点附近对称推进策略，根据卫星的电推进发动机的每轨工作时长计算每轨的工作起止时刻；根据所述控制推力角所确定的推力加速度获取卫星的每轨所抬升的近地点高度增量，直至卫星达到目标轨道高度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过高斯摄动方程计算获取卫星处于初始椭圆轨道时用于保持远地点高度不变且抬升近地点高度所需的控制推力角，包括：基于UNW坐标系下的高斯摄动方程描述经典轨道六根数的变化率；基于所述变化率中关于摄动加速度在UWN坐标系的分量以及维持远地点半径不变的约束条件，确定所述摄动加速度在UWN坐标系的各分量之间的约束关系；其中，所述摄动加速度在UWN坐标系的分量，依次包括摄动加速度在切向、主法向、次向上的分量F
U
、F
N
、F
W
，基于所述摄动加速度在UWN坐标系的各分量之间的约束关系以及摄动加速度在UWN坐标系的各分量确定所述用于保持远地点高度不变且抬升近地点高度所需的控制推力角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束关系如下式所示：其中，f表示真近点角，E表示偏近点角，e表示轨道偏心率。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于保持远地点高度不变且抬升近地点高度所需的控制推力角如下式所示：其中，第一控制推力角α为推力矢量在轨道面内的投影与卫星速度方向的夹角，推力矢量指向地心为正；第二控制推力角β为推力矢量与轨道面的夹角，推力矢量指向轨道面法向为正；f表示真近点角，E表示偏近点角，e表示轨道偏心率。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于远地点附近对称推进策略，根据卫星的电推进发动机的每轨工作时长计算每轨的工作起止时刻，包括：根据所述电推进发送机每轨的最大工作时长Δt
max
，采用每轨在远地点附近对称点火的方式确定远地点前后分别的点火时长均为Δt/2；基于所述电推进发送机所提供的推力加速度较小以视为所述卫星每轨飞行过程中的轨道形状近似不变，通过开普勒方程获取所述卫星在飞行过程中的平近点角M的变化率为根据远地点处的平近点角M
a
＝π，获取所述电推进发送机每轨的工作起止时刻为：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制推力角所确定的推力加速度获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，徐龙威，曹喜滨，王峰，陈健，邱实，郭金生，奚瑞辰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：