基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法及系统，包括：步骤1：根据自主机动任务窗口，发送推力器头部温控开请求或温控关请求；步骤2：通过地面系统分析加热器故障诊断情况，设置推力器头部温控通道标识；步骤3：通过星上综合电子计算机设置推力器头部温控程控准禁标识，根据程控标识，发送推力器头部温控开指令链、发送推力器头部温控关指令链或不响应加热器温控开关请求；步骤4：设置星上温控开机时长限制，推力器头部温控提前开启时长根据卫星在轨环境温度进行修改。本发明专利技术基于自主机动任务的推进系统温控设计，解决了卫星在轨自主完成姿态、轨道机动时，推进系统冷启动问题，确保了卫星在轨运行安全。确保了卫星在轨运行安全。确保了卫星在轨运行安全。

【技术实现步骤摘要】
基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法及系统


[0001]本专利技术涉及空间飞行器自主温控
，具体地，涉及一种基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法及系统，尤其是一种基于低轨低倾角卫星自主机动任务的推进系统温控方法。

技术介绍

[0002]随着航天技术的不断发展，对卫星探测区域提出了更高的要求，南北低纬度区域逐渐成为探测的热点区域，为满足在较少的卫星数量下的高时间重访，倾斜轨道卫星研制需求越来越多。
[0003]倾斜轨道卫星显著特征是太阳矢量与轨道平面夹角不断变化，整星光照条件复杂，星体没有固定的散热面，对整星热控设计有着较大困难，固定翼单轴一维驱动的太阳帆板获得的光照时间短，不能满足能源供应需求，需要卫星频繁的进行自主姿态机动以保证能源，卫星姿态机动的同时需要推进系统处于适宜的工作温度范围，否则会造成推进系统无法启动或单机损坏。
[0004]低轨卫星遥感仪器在轨道300km至400km高度时可以获得较好的图像数据，但在300km至400km轨道高度时，卫星受到的大气阻力大，在太阳活动峰年时，大气平均密度可达5.0e～11kg/m3，是太阳同步轨道卫星的10到100倍，卫星需要频繁的进行轨道控制任务。卫星轨道高度保持在
±
0.2km时，每天进行轨道控制频次达到2次。这同时需要推进系统工作，并处于适宜的工作温度范围，否则同样会造成推进系统无法启动或单机损坏。本申请基于低轨低倾角卫星自主机动任务的推进系统温控方法可解决上述问题。
[0005]公开号为CN111232246B的专利文献公开了一种基于倾斜轨道卫星光照条件的总体优化设计方法，包括：计算步骤：由星上轨道参数递推或太阳敏感器测量得到太阳矢量，计算得到太阳高度角，以太阳高度角为参数表征整星能源供应变化和散热面变化；确定飞行方案步骤：兼顾整星能源和固定散热面设计的卫星掉头飞行方案；确定卫星飞行极性步骤：根据太阳矢量变化方向确定卫星飞行极性；确定适用性步骤：阴影区判断方法及阴影区掉头飞行方案的适应性；依据选择步骤：掉头飞行时间选择依据。但是该专利文献未阐述推进系统工作时温度的控制方法。
[0006]公开号为CN111114833B的专利文献公开了一种基于自主任务规划的轨道保持与中继应用兼容方法及系统，包括：配置数传中继工作方式为周期工作，工作指令以作业表形式进行编排；将作业表上注给星上计算机，星上计算机解算出数传中继忙闲状态和忙闲状态持续时间，并根据地面应用情况进行删除作业表或是插入新的作业表；星上计算机通过广播的形式将中继工作忙闲状态和忙闲状态持续时间发送给姿轨控分系统；姿轨控分系统根据轨道衰减情况及数传中继工作状态，在数传中继空闲的足够时间内完成自主轨道保持控制，并给出完成标识，地面根据完成标识，进行测定轨。但是该专利文献未阐述轨控时推力器头部加热器工作情况。
[0007]公开号为CN104469998A的专利文献公开了一种卫星推进系统用管路加热带的保
护设置方法，该方法首先焊连卫星推进系统用管路加热带的引出线并粘贴绝缘底膜，绝缘底膜两端的长度大于加热带缠绕长度；用单面聚酰亚胺胶带将加热带从加热带引线开始粘贴保护并在加热带粘贴面上均匀地涂覆薄层硅橡胶，固化硅橡胶并根据预定的加热回路设计，用导线焊连加热回路，套设双层热缩套管并热缩，加热回路的引线在管路卡座处预留一定长度。但是该专利文献未阐述卫星在轨自主进行加热设计工作。
[0008]公开号为CN106467176A的专利文献公开了一种卫星推进舱的温控方法，其基于推进系统安装在一个单独的推进舱，采用的设计方法为整个舱外表面包覆多层隔热组件；部分推力器在舱外需包覆多层隔热组件；设计补偿加热器保障电磁阀的温度水平；舱外管路和支架包覆多层隔热组件；推进舱内不作任何热控处理。该专利文献与本申请的技术方案不同。

技术实现思路

[0009]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法及系统。
[0010]根据本专利技术提供的一种基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，包括：
[0011]步骤1：当姿轨控分系统建立自主机动任务窗口时，通过程控发送推力器头部温控开请求，当所述姿轨控分系统完成自主机动任务后，通过所述程控发送推力器头部温控关请求；
[0012]步骤2：通过地面系统分析加热器故障诊断情况，设置推力器头部温控通道标识；
[0013]步骤3：通过星上综合电子计算机设置推力器头部温控程控准禁标识，当程控标识为允许且收到推力器头部温控开请求时，通过所述星上综合电子计算机发送推力器头部温控开指令链，当程控标识为允许且收到推力器头部温控关请求时，通过所述星上综合电子计算机发送推力器头部温控关指令链，当程控为禁标识时，所述星上综合电子计算机不响应加热器温控开关请求；
[0014]步骤4：设置星上温控开机时长限制，推力器头部温控提前开启时长根据卫星在轨环境温度进行修改，当姿轨控分系统工作状态改变时，将新的工作状态发送给所述星上综合电子计算机。
[0015]优选的，所述步骤1中，所述自主机动任务窗口包括轨控窗口和姿态机动窗口；
[0016]所述轨控窗口结合当前轨道高度和轨控阈值建立；所述姿态机动窗口根据卫星太阳高度角和卫星太阳高度角的变化情况建立。
[0017]优选的，所述太阳高度角达到设定阈值区间内，为姿态机动窗口。
[0018]优选的，所述步骤2中，所述推力器头部温控通道共有六路，主温控通道和备温控通道各三路；
[0019]三路主温控通道分别为第一路主温控通道、第二路主温控通道以及第三路主温控通道；三路备温控通道为第一路备温控通道、第二路备温控通道以及第三路备温控通道；
[0020]星上程控软件程控三路主温控通道中的其中一路和三路备温控通道中的其中一路；
[0021]卫星在轨设置为第二路温控通道。
[0022]优选的，星上软件将加热器程控通道标识为0x0B1B，程控温控第二路主温控通道
和第二路备温控通道；
[0023]当加热器程控通道标识为0x0717时，程控温控第一路主温控通道和第一路备温控通道；
[0024]当加热器程控通道标识为0x0F1F时，程控温控第三路主温控通道和第三路备温控通道。
[0025]优选的，所述步骤3中，当标识为0xAAAA表示允许，当标识为0x5555表示禁止，准禁标识通过地面上注指令设置完成；
[0026]当程控标识为允许且收到推力器头部温控开请求时，根据加热器程控通道标识发送相应推力器头部温控开指令链；加热器程控通道标识为0x0B1B、0x0717或0x0F1F；
[0027]当程控标识为允许且收到推力器头部温控关请求时，根据加热器程控通道标识发送相应推力器头部温控关指令链；加热器程控通道标识为0x0B1B、0x0717或0x0F1F；
[0028]当程控为禁标识0x5555时，星上程控软件不响应加热器温控开关请求。
[0029]优选的，所述步骤4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，其特征在于，包括：步骤1：当姿轨控分系统建立自主机动任务窗口时，通过程控发送推力器头部温控开请求，当所述姿轨控分系统完成自主机动任务后，通过所述程控发送推力器头部温控关请求；步骤2：通过地面系统分析加热器故障诊断情况，设置推力器头部温控通道标识；步骤3：通过星上综合电子计算机设置推力器头部温控程控准禁标识，当程控标识为允许且收到推力器头部温控开请求时，通过所述星上综合电子计算机发送推力器头部温控开指令链，当程控标识为允许且收到推力器头部温控关请求时，通过所述星上综合电子计算机发送推力器头部温控关指令链，当程控为禁标识时，所述星上综合电子计算机不响应加热器温控开关请求；步骤4：设置星上温控开机时长限制，推力器头部温控提前开启时长根据卫星在轨环境温度进行修改，当姿轨控分系统工作状态改变时，将新的工作状态发送给所述星上综合电子计算机。2.根据权利要求1所述的基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，其特征在于，所述步骤1中，所述自主机动任务窗口包括轨控窗口和姿态机动窗口；所述轨控窗口结合当前轨道高度和轨控阈值建立；所述姿态机动窗口根据卫星太阳高度角和卫星太阳高度角的变化情况建立。3.根据权利要求2所述的基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，其特征在于，所述太阳高度角达到设定阈值区间内，为姿态机动窗口。4.根据权利要求1所述的基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，其特征在于，所述步骤2中，所述推力器头部温控通道共有六路，主温控通道和备温控通道各三路；三路主温控通道分别为第一路主温控通道、第二路主温控通道以及第三路主温控通道；三路备温控通道为第一路备温控通道、第二路备温控通道以及第三路备温控通道；星上程控软件程控三路主温控通道中的其中一路和三路备温控通道中的其中一路；卫星在轨设置为第二路温控通道。5.根据权利要求4所述的基于卫星自主机动任务的推进系统温控方法，其特征在于，星上软件将加热器程控通道标识为0x0B1B，程控温控第二路主温控通道和第二路备温控通道；当加热器程控通道标识为0x0717时，程控温控第一路主温控通道和第一路备温控通道；当加热器程控通道标识为0x0F1F时，程控温控第三路主温控通道和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海玉，李海生，钱斌，缪鹏飞，张宏伟，王震，徐申远，郭艳丽，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：