一种仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法与流程

本发明涉及卫星轨道控制，具体涉及一种仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法。

背景技术：

1、随着低轨卫星的数量不断增加，卫星星座的建设越发频繁，星座相位调整控制的需求也明显增大。传统的星座相对相位调整需要通过推进器轨控进行，星座内卫星的轨控任务均需要根据测量的轨道信息，在地面完成相关参数的计算，此后利用多个测控弧段，分别完成轨道控制参数上注、轨控前状态准备相关指令上注、轨控状态监视、轨控后状态恢复相关指令上注。当卫星星座数目较多时，需要进行大量的上行指令注入操作，占用大量的测控资源以进行监视和对卫星安全问题进行处置，需求的地面站数量也会随之大幅增加，受任务冲突的影响卫星载荷业务也会减少或暂时中止。此外，若推进剂大量泄露或推进损坏，相位调整会无法继续进行，无法实现预期的相位控制目标，导致相位调整失败。

技术实现思路

1、为了解决传统的星座相位调整方法存在的上行指令操作较多且占用大量的测控资源，推进剂大量泄露或推进损坏会导致星座相位调整失败的问题，本发明提出了一种仅利用大气阻力对带sada的低轨卫星星座进行相对相位调整的轨道控制方法。

2、为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：

3、一种仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，所述方法包括以下步骤：

4、步骤100：根据带sada的卫星的结构模型，确定卫星的最大迎风面积和最小迎风面积；

5、步骤200：分别计算卫星在地影区保持最大迎风面积和最小迎风面积时整个轨道周期内的实际平均迎风面积；

6、步骤300：基于步骤200计算得到的实际平均迎风面积，分别计算卫星在地影区保持最大迎风面积和最小迎风面积时整个轨道周期内的平均大气阻力，将计算得到的两个平均大气阻力相减，得到平均大气阻力差，再根据平均大气阻力差计算相对轨道控制量；

7、步骤400：以星箭分离后轨道高度最低的卫星作为基准星，根据步骤300计算得到的相对轨道控制量制定星座相位部署策略，执行星座相位部署策略完成星座的相对相位调整。

8、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

9、本发明针对带sada的低轨卫星组成的星座，提出了一种不使用推进，仅利用大气阻力的星座相对相位调整方法，在该方法中，卫星通过sada转动角度调整卫星帆板的迎风面积，将卫星在地影区的迎风面积锁定在最大或最小，利用不同迎风面积所受大气阻力差值作为控制量，制定星座相位部署策略并执行，最终完成对星座的相对相位调整。本发明操作简单，上注指令少，可以随时起控或停控，不影响整星安全，不影响卫星的能源平衡，也不影响载荷业务，不占用测控资源，同时由于相对风阻衰减量较小，因此星座相位控制精度高。

技术特征：

1.一种仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，所述星座相位部署策略包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，步骤410中各个轨道角速度差值的计算公式如下：

4.根据权利要求2所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，在步骤430中，各个卫星的相位刹车控制相互独立，均满足如下公式：

5.根据权利要求1至4任意一项所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，步骤200中计算实际平均迎风面积的公式如下：

6.根据权利要求1至4任意一项所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，步骤300中计算平均大气阻力的公式如下：

7.根据权利要求1至4任意一项所述的仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，其特征在于，步骤300中计算相对轨道控制量δa的公式如下：

技术总结本发明涉及一种仅利用大气阻力的低轨卫星星座相对相位调整方法，属于卫星轨道控制技术领域，该方法包括：根据卫星结构模型确定卫星的最大和最小迎风面积；分别计算卫星在地影区保持最大和最小迎风面积时整个轨道周期内实际平均迎风面积；分别计算卫星在地影区保持最大和最小迎风面积时整个轨道周期内的平均大气阻力，计算平均大气阻力差，再根据平均大气阻力差计算相对轨道控制量；以星箭分离后轨道高度最低的卫星作为基准星，根据相对轨道控制量制定星座相位部署策略，执行星座相位部署策略完成星座的相对相位调整。本发明操作简单，上注指令少，可以随时起控或停控，不影响整星安全、能源平衡和载荷业务，不占用测控资源，星座相位控制精度高。技术研发人员：刘东宸,任颢,范林东,贺小军,戴路,孟德利受保护的技术使用者：长光卫星技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18