【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种火星探测器自主对火定向技术,在深空探测通讯存在延时,自主导航敏感器又未能工程应用的情况下,通过轨道递推和定向基准坐标系的建立,可靠的实现火星探测器自主对火定向控制。
技术介绍
火星探测器在环绕火星飞行阶段,除对日定向保证能源、对地定向保证通讯等对姿控平台的要求外,为实现对火星拍照等科学探测,姿控平台必须具备对火星定向控制功倉泛。国内现有的火星探测器姿控平台缺少相关技术作为借鉴。近地卫星为实现对地定向功能,通常采用地平仪或星敏感器结合轨道信息的方式得到姿态控制基准。由于深空探测距离遥远存在较大的通讯延时,且GPS不适用于深空探测任务,国际上通常采用地面测定轨结合自主导航敏感器的方式完成导航任务。而国内在现阶段,地面测定轨难以保证实时性,导航相机或紫外敏感器等自主导航敏感器还处在预研阶段。因此,针对国内火星探测任务,必须开发一种新的可靠的探测器对火定向方法。
技术实现思路
对于大偏心率轨道(e ^ O. 6627),以往近地卫星常用的处理小偏心率轨道递推方法将不再适用。本专利技术将针对火星探测器大椭圆轨道特点建立适用的星载轨道递推方法, 并以此建立对火定向基准,形成。使火星探测器在无完全依赖地面测控和无自主导航敏感器的情况下,实现对火星定向的三轴稳定控制。为解决上述技术问题,本专利技术通过以下的技术方案实现,,其具体包 括如下步骤1.获取地面测控给出的轨道根数初值;若描述轨道根数的参考坐标系为火星中心地球赤道惯性坐标系,则将轨道参数转化到火星平赤道惯性坐标系;若地面测控给出的轨道根数初值采用瞬时轨道根数描述,则将轨道根数转化为平轨道根数描述;2 ...
【技术保护点】
一种大椭圆轨道火星探测器自主对火定向方法,其特征在于包括如下步骤:1)获取地面测控给出的轨道根数初值;若描述轨道根数的参考坐标系为火星中心地球赤道惯性坐标系,则将轨道参数转化到火星平赤道惯性坐标系;若地面测控给出的轨道根数初值采用瞬时轨道根数描述,则将轨道根数转化为平轨道根数描述;2)采用简化的解析方法进行轨道递推解析方法的长期项系数,包括火星非球形动力学扁率项和太阳引力项;短周期项包括火星非球形动力学星扁率项、田谐项和太阳引力项三部分,并考虑轨道半长径的二阶短周期项;3)建立对火定向基准坐标系通过轨道递推获得预定时刻探测器在火星平赤道坐标系中的位置后,以火星中心?探测器位置矢量为Z轴方向,以Z方向矢量与火星北极矢量的叉乘结果作为X轴方向,进而根据右手定则可确定Y轴方向;4)对火姿态机动及返回星上根据地面上注的对火绝对时刻,进行机动时间预估后,开始由精对日状态转入对火定向姿态机动,对火机动到位后保持30分钟,自主返回对日姿态工作模式。
【技术特征摘要】
1.一种大椭圆轨道火星探测器自主对火定向方法,其特征在于包括如下步骤 1)获取地面测控给出的轨道根数初值; 若描述轨道根数的参考坐标系为火星中心地球赤道惯性坐标系,则将轨道参数转化到火星平赤道惯性坐标系; 若地面测控给出的轨道根数初值采用瞬时轨道根数描述,则将轨道根数转化为平轨道根数描述; 2)采用简化的解析方法进行轨道递推 解析方法的长期项系数,包括火星非球形动力学扁率项和太阳引力项; 短周期项包括火星非球形动力学星扁率项、田谐项和太阳引力项三部分,并考虑轨道半长径的二阶短周期项; 3)建立对火定向基准坐标系 通过轨道递推获得预定...
【专利技术属性】
技术研发人员:尹海宁,杜宁,蔡陈生,周连文,李芳华,熊厚玲,范蕾懿,
申请(专利权)人:上海航天控制工程研究所,
类型:发明
国别省市:
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