【技术实现步骤摘要】
基于环境预估的跨空域卫星姿态控制策略自主切换方法
[0001]本专利技术涉及跨空域卫星在轨姿态控制策略自主切换
，具体地，涉及一种基于环境预估的跨空域卫星姿态控制自主切换方法，同时提供了一种相应的系统、计算机终端及计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]针对长时间跨空域飞行卫星的控制策略的自主切换方法，目前比较常用的是“基于轨道高度的切换方法”。该方法基于地面对干扰力矩的建模，计算干扰力矩的量级，随着轨道高度降低环境干扰力矩增加，当轨道高度降低到一定程度后，磁控卸载能力小于环境干扰力矩角动量积累能力，此时切入喷气控制。但是，该方法依赖对环境干扰力矩的建模，然而建模存在一定的不确定性，对切换时条件的判断影响很大，可能导致过早切入喷气控制导致燃料浪费，另一方面也可能过晚切入喷气控制导致反作用轮饱和失去控制能力，卫星姿态发散。
[0003]具体地：
[0004]1、现有方法主要应用于运行在确定轨道上的卫星在不同的任务模式下姿态控制方式的自主切换。在该轨道范围内环境干扰力矩量级基本不变或变化很小，卫星的主要控制方式是确定的，仅根据任务模式的切换短暂的切换到其它控制模式；
[0005]2、现有方法中，针对长时间跨空域飞行的卫星的姿态控制方式自主的研究较少，主要根据轨道高度自主切换姿控策略。这种方法存在明显的缺点，例如针对从中低轨道自主衰减到超低轨的卫星，仅根据轨道高度自主切换控制策略，可能会过早由轮控切入喷气控制导致燃料浪费，也可能过晚切换到喷气控制导致轮子角动量饱和姿态发散。
专利技...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于环境预估的跨空域卫星姿态控制策略自主切换方法，其特征在于，包括：分别计算主角动量增量、耦合角动量增量和反作用轮组角动量增量，利用所述主角动量增量、耦合角动量增量和反作用轮组角动量增量对卫星环境干扰力矩进行估算；根据得到的所述卫星环境干扰力矩的估算值，自主切换控制策略；其中：以连续一轨时间为周期，若当前轨反作用轮当前三轴角动量的积累量超过当前反作用轮剩余角动量的容量，且卫星环境干扰力矩大于磁力矩器控制力矩的一半时，自主切换到喷气控制策略。2.根据权利要求1所述的基于环境预估的跨空域卫星姿态控制策略自主切换方法，其特征在于，所述计算主角动量增量，包括：设主角动量增量为：H_ZHU＝[H_ZHU_X，H_ZHU_Y，H_ZHU_Z]，单位为：Nms，则：H_ZHU_X＝Jxx*(Wbix
‑
Wbix_Pre)
‑
Jxy*(Wbiy
‑
Wbiy_Pre)
‑
Jzx*(Wbiz
‑
Wbiz_Pre)；H_ZHU_Y＝
‑
Jxy*(Wbix
‑
Wbix_Pre)+Jyy*(Wbiy
‑
Wbiy_Pre)
‑
Jyz*(Wbiz
‑
Wbiz_Pre)；H_ZHU_Z＝
‑
Jzx*(Wbix
‑
Wbix_Pre)
‑
Jyz*(Wbiy
‑
Wbiy_Pre)+Jzz*(Wbiz
‑
Wbiz_Pre)；其中：H_ZHU_X为主角动量增量的X轴分量，H_ZHU_Y为主角动量增量的Y轴分量，H_ZHU_Z为主角动量增量的Z轴分量，Jxx为X轴卫星主惯量，Jxy为X轴和Y轴的卫星惯量积，Jzx为Z轴和X轴的卫星惯量积，Jyy为Y轴卫星主惯量，Jyz为Y轴和Z轴的卫星惯量积，Jzz为Z轴卫星主惯量，Wbix为X轴当前惯性系角速度，Wbiy为Y轴当前惯性系角速度，Wbiz为Z轴当前惯性系角速度，Wbix_Pre为X轴上一拍惯性系角速度，Wbiy_Pre为Y轴上一拍惯性系角速度，Wbiz_Pre为Z轴上一拍惯性系角速度。3.根据权利要求1所述的基于环境预估的跨空域卫星姿态控制策略自主切换方法，其特征在于，所述计算耦合角动量增量，包括：设耦合角动量增量为：H_OU＝[H_OU_X，H_OU_Y，H_OU_Z]，单位为：Nms，则H_OU_X＝((Wbiz*Jxy
‑
Wbiy*Jzx)*Wbix+(
‑
Wbiz*Jyy
‑
Wbiy*Jyz)*Wbiy+(Wbiz*Jy x+Wbiy*Jzz)*Wbiz)*Tnh_g；H_OU_Y＝((Wbiz*Jxx+Wbix*Jzx)*Wbix+(
‑
Wbiz*Jxy+Wbix*Jyz)*Wbiy+(
‑
Wbiz*Jzx
‑
Wbix*Jzz)*Wbiz)*Tnh_g；H_OU_Z＝((
‑
Wbiy*Jxx
‑
Wbix*Jxy)*Wbix+(Wbiy*Jxy+Wbix*Jyy)*Wbiy+(Wbiy*Jzx+Wbix*Jyx)*Wbiz)*Tnh_g；其中，H_OU_X为耦合角动量增量的X轴分量，H_OU_Y为耦合角动量增量的Y轴分量，H_OU_Z为耦合角动量增量的Z轴分量，Wbix为X轴当前惯性系角速度，Wbiy为Y轴当前惯性系角速度，Wbiz为Z轴当前惯性系角速度，Jxx为X轴卫星主惯量，Jxy为X轴和Y轴的卫星惯量积，Jzx为Z轴和X轴的卫星惯量积，Jyy为Y轴卫星主惯量，Jyz为Y轴和Z轴的卫星惯量积，Jyx为Y轴和X轴的卫星惯量积，Jzz为Z轴卫星主惯量，Tnh_g为计算周期。4.根据权利要求1所述的基于环境预估的跨空域卫星姿态控制策略自主切换方法，其特征在于，所述计算反作用轮组角动量增量，包括：设反作用轮组角动量增量为：H_Wheel＝[H_Wheel_X,H_Wheel_Y,H_Wheel_Z]，单位为：Nms，则：H_Wheel_X＝(R11*Speed1+R12*Speed2+R13*Speed3+R14*Speed4)
‑
(R11*Speed1_pre+R12*Speed2_pre+R13*Speed3_pre+R14*Speed4_pre)；
H_Wheel_Y＝(R21*Speed1+R22*Speed2+R23*Speed3+R24*Speed4)
‑
(R21*Speed1_pre+R22*Speed2_pre+R23*Speed3_pre+R24*Speed4_pre)；H_Wheel_Z＝(R31*Speed1+R32*Speed2+R33*Speed3+R34*Speed4)
‑
(R31*Speed1_pre+R32*Speed2_pre+R33*...
【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，容建刚，张飞，邵帅，常亮，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：
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