一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法、装置及设备与流程

本申请涉及卫星在轨姿态控制，提供一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法、装置及设备。

背景技术：

1、众所周知，卫星堆叠方式发射，确定了卫星构型向扁平化方式发展，堆叠式平板卫星构型为实现巨星星座组网发射提供了有效途径，因此，堆叠式平板卫星也成为目前互联网巨星星座研制的热点。然而，为了一次堆叠更多卫星，平板卫星的厚度不可以设计过高，应尽量“扁”，故其高度限制了卫星姿轨控系统很多产品的选型，正常卫星是沿卫星本体轴xb、yb和zb各安装1台磁力矩器，且由于堆叠方向高度受限，一般的处理方式是堆叠方向用多台粗、短、重的磁力矩器代替，但是，这显然不仅增加了整星重量和功耗，还增加了卫星的成本。

2、因此，如何在提高整星性能的同时，降低堆叠式平板卫星成本成了目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法、装置及设备，用于解决现有堆叠式平板卫星重量、功耗以及成本均较高的问题。

2、一方面，提供一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法，所述方法包括：

3、根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案；其中，所述至少2个优化布局方案中的每个优化布局方案均仅在所述卫星轨道坐标系的xy平面内设置磁力矩器；x轴对应地理北方向，y轴对应地理东方向；

4、根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局。

5、可选的，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

6、确定所述目标堆叠式平板卫星的瞬时轨道根数；其中，所述瞬时轨道根数包括半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角、升交点赤经以及真近点角。

7、可选的，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

8、根据所述瞬时轨道根数，确定所述目标堆叠式平板卫星的轨道位置；

9、根据所述目标堆叠式平板卫星的轨道位置，确定所述目标堆叠式平板卫星在地理坐标系下的多个磁场强度；

10、将地理坐标系下的多个磁场强度转换为卫星轨道坐标系下的多个磁场强度。

11、可选的，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

12、根据卫星轨道坐标系下的多个磁场强度，在寿命期内对所述目标堆叠式平板卫星进行磁场强度仿真计算，获得卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况；其中，所述平均磁场强度分布情况包括所述目标堆叠式平板卫星分别在x轴、y轴以及z轴的平均磁场强度，z轴对应垂直向下方向。

13、可选的，所述根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局的步骤，包括：

14、根据预设的选择要求，确定要求磁矩是否在第一磁矩范围内；

15、若确定要求磁矩在第一磁矩范围内，则从所述至少2个优化布局方案中将第一优化布局方案确定为目标优化布局方案；其中，所述第一优化布局方案为在x轴和y轴各安装两台磁力矩器。

16、可选的，所述根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局的步骤，包括：

17、根据预设的选择要求，确定要求磁矩是否在第二磁矩范围内；

18、若确定要求磁矩在第二磁矩范围内，则从所述至少2个优化布局方案中将第二优化布局方案确定为目标优化布局方案；其中，所述第二优化布局方案为在x轴和y轴各安装1台磁力矩器，并在xy平面内，与x轴、y轴夹角成45°安装1台磁力矩器。

19、可选的，在根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局之后，所述方法还包括：

20、针对所述磁力矩器布局中的任一个磁力矩器，根据所述任一个磁力矩器对应的磁场强度，确定出所述任一个磁力矩器对应的磁矩；

21、根据所述任一个磁力矩器对应的磁矩，确定出所述任一个磁力矩器对应的输出磁电流；

22、采用所述输出磁电流，对所述任一个磁力矩器进行优化控制。

23、一方面，提供一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制装置，所述装置包括：

24、优化布局方案获得单元，用于根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案；其中，所述至少2个优化布局方案中的每个优化布局方案均仅在所述卫星轨道坐标系的xy平面内设置磁力矩器；x轴对应地理北方向，y轴对应地理东方向；

25、磁力矩器布局单元，用于根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局。

26、一方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种方法。

27、一方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法。

28、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

29、在本申请实施例中，在对堆叠式平板卫星磁力矩器进行优化布局时，首先，可以根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，来进行磁力矩器优化布局设计，以获得至少2个优化布局方案；其中，至少2个优化布局方案中的每个优化布局方案均仅在卫星轨道坐标系的xy平面内设置磁力矩器；x轴对应地理北方向，y轴对应地理东方向；然后，可以直接根据预设的选择要求，来从至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用目标优化布局方案进行磁力矩器布局。因此，在本申请实施例中，由于是根据实际在卫星轨道坐标系下的磁场强度的分布情况，来优化在卫星本体堆叠方向上(zb轴方向)不安装磁力矩器的控制方案，所以，相比于现有技术，本申请在相同重量功耗的情况下，可以获得更多的磁矩和在卫星轨道坐标系下实际控制的磁控力矩。此外，在不低于一般磁控方法的磁控能力下，还可以通过降低磁力矩器的数量或重量，来在提高整星性能的同时，降低堆叠式平板卫星的成本。

技术特征：

1.一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案之前，所述方法还包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局的步骤，包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局的步骤，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局之后，所述方法还包括：

8.一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结本申请公开了一种堆叠式平板卫星磁力矩器优化控制方法、装置及设备，涉及卫星在轨姿态控制技术领域，用于解决现有堆叠式平板卫星重量、功耗以及成本均较高的问题。所述方法包括：根据卫星轨道坐标系下的目标堆叠式平板卫星的平均磁场强度分布情况，进行磁力矩器优化布局设计，获得至少2个优化布局方案；其中，所述至少2个优化布局方案中的每个优化布局方案均仅在所述卫星轨道坐标系的XY平面内设置磁力矩器；X轴对应地理北方向，Y轴对应地理东方向；根据预设的选择要求，从所述至少2个优化布局方案中确定出目标优化布局方案，并采用所述目标优化布局方案进行磁力矩器布局，以在提高整星性能的同时，降低堆叠式平板卫星成本。技术研发人员：袁彦红,赵瑞峰,祖立业,周世亮,陆川受保护的技术使用者：成都国星宇航科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9