适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法、系统、设备和介质与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品，因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、长寿命卫星都需要进行轨道调整，例如，对低轨通信卫星的轨道调整包括初始轨道捕获、长期运行过程中的轨道保持，以及根据需要进行较大幅度的轨道机动。初始轨道捕获即初轨误差修正，其目的是将运载工具所提供的卫星初始轨道修正到设计的误差允许范围内的轨道。在“长期运行过程中的轨道保持”是为了消除各种摄动因素，特别是大气阻力等对卫星轨道的影响，以保持卫星所需的运行轨迹。

2、近年来，利用大型低轨星座向全球提供宽带接入服务受到了广泛的关注。综合考虑运载能力以及在轨星座构型建立需要，低轨星座通信卫星常采用运载发射到停泊轨道，在停泊轨道稳定运行后再按照星座建立要求进行轨道转移，转移到标称轨道。

3、卫星推进系统按照推进剂类型不同，可以分为冷气推进系统、化学推进系统、电推进系统、核推进系统等，上世纪60年代开始了电推进系统的空间试验任务，此后电推进系统大多用于卫星在轨位置保持和部分小范围轨道提升任务。在低轨通信星座建立中，在星箭分离后完全依靠电推进系统变轨进入工作轨道的研究及工程实施甚少。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体提供了一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法、系统、设备和介质，具体如下：

2、1)第一方面，本发明提供一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，具体技术方案如下：

3、制定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的轨道转移控制原则和碎片规避策略；

4、基于轨道转移控制原则和碎片规避策略，确定变轨控制策略；

5、利用变轨控制策略，控制低轨卫星从当前轨道向预设轨道进行变轨。

6、本发明提供的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法的有益效果如下：

7、基于轨道转移控制原则和碎片规避策略，确定变轨控制策略，然后根据变轨控制策略进行低轨卫星的变轨控制，如轨道抬升控制等，工程实施可操作性强，且适用于低轨卫星如低轨通信卫星等的规模部署，使低轨卫星的规模部署更加方便快捷。

8、进一步，还包括：确定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道所用的推进剂的预算质量。

9、进一步，推进剂的预算质量的确定过程包括：

10、利用推进剂质量计算公式，计算得到推进剂的预算质量mt，推进剂质量计算公式为：其中，mg表示低轨卫星的干重，δv表示低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的速度增量，i表示推进剂的比冲，g表示重力加速度。

11、进一步，低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的速度增量δv的获取过程，包括：

12、采用霍曼转移轨道进行等效估算，得到低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的速度增量δv。

13、进一步，还包括：确定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的能源预算。

14、进一步，还包括：对利用变轨控制策略进行控制所得到的轨道控制结果与预设轨道进行对比，得到偏差。

15、进一步，低轨卫星为低轨通信卫星。

16、2)第二方面，本发明还提供一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制系统，具体技术方案如下：

17、包括原则策略制定模块、变轨控制策略确定模块和变轨控制模块；

18、原则策略制定模块用于：制定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的轨道转移控制原则和碎片规避策略；

19、变轨控制策略确定模块用于：基于轨道转移控制原则和碎片规避策略，确定变轨控制策略；

20、变轨控制模块用于：利用变轨控制策略，控制低轨卫星从当前轨道向预设轨道进行变轨。

21、在上述方案的基础上，本发明的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制系统还可以做如下改进。

22、进一步，还包括预算质量确定模块，预算质量确定模块用于：确定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道所用的推进剂的预算质量。

23、进一步，预算质量确定模块具体用于：利用推进剂质量计算公式mt，计算得到推进剂的预算质量，推进剂质量计算公式为：其中，mg表示低轨卫星的干重，δv表示低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的速度增量，i表示推进剂的比冲，g表示重力加速度。

24、进一步，还包括速度增量计算模块，速度增量计算模块用于：采用霍曼转移轨道进行等效估算，得到低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的速度增量δv。

25、进一步，还包括能源预算确定模块，能源预算确定模块用于：确定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的能源预算。

26、进一步，还包括对比模块，对比模块用于：对利用变轨控制策略进行控制所得到的轨道控制结果与预设轨道进行对比，得到偏差。

27、进一步，低轨卫星为低轨通信卫星。

28、3)第三方面，本发明还提供一种计算机设备，计算机设备包括处理器，处理器与存储器耦合，存储器中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机设备实现上述任一项适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法。

29、4)第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一项适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法。

30、需要说明的是，本发明的第二方面至第四方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，还包括：确定所述低轨卫星从所述当前轨道变轨至所述预设轨道所用的推进剂的预算质量。

3.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，推进剂的预算质量的确定过程包括：

4.根据权利要求3所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，所述低轨卫星从所述当前轨道变轨至所述预设轨道的速度增量δv的获取过程，包括：

5.根据权利要求1所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，还包括：确定所述低轨卫星从所述当前轨道变轨至所述预设轨道的能源预算。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，还包括：对利用所述变轨控制策略进行控制所得到的轨道控制结果与所述预设轨道进行对比，得到偏差。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法，其特征在于，所述低轨卫星为低轨通信卫星。

8.一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制系统，其特征在于，包括原则策略制定模块、变轨控制策略确定模块和变轨控制模块；

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行，以使所述计算机设备实现如权利要求1至7任一项权利要求所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现如权利要求1至7任一项权利要求所述的一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法。

技术总结本发明公开了一种适用于低轨卫星的轨道抬升控制方法、系统、设备和介质，涉及卫星变轨控制技术领域，方法包括：制定低轨卫星从当前轨道变轨至预设轨道的轨道转移控制原则和碎片规避策略；基于轨道转移控制原则和碎片规避策略，确定变轨控制策略；利用变轨控制策略，控制低轨卫星从当前轨道向预设轨道进行变轨。本发明中，基于轨道转移控制原则和碎片规避策略，确定变轨控制策略，然后根据变轨控制策略进行低轨卫星的变轨控制，如轨道抬升控制等，工程实施可操作性强，且适用于低轨卫星如低轨通信卫星等的规模部署，使低轨卫星的规模部署更加方便快捷。技术研发人员：张安强,高恩宇,孔令波受保护的技术使用者：北京微纳星空科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29