[发明专利]一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法

权利要求书

1.一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)初始化捕获太阳起始时刻的姿态四元素具体方法为：

a)、根据轨道系相对于惯性系的姿态转换矩阵C_OI，和卫星本体系相对于轨道系的姿态转换矩阵C_BO，计算卫星本体系相对于惯性系的姿态转换矩阵C_BI，所述卫星本体系是指固连于卫星星体的笛卡尔坐标系，三个坐标轴分别定义为X轴，Y轴和Z轴：

CBI=CBO·COI,]]>记CBI=a11a12a13a21a22a23a31a32a33]]>

b)、由对应时刻的太阳矢量在惯性系下的单位矢量S_i和星体对日轴在惯性系下的矢量nZ_i，计算出太阳矢量与星体对日轴间的夹角δ：

nZVi=-a31-a32-a33T,]]>记nZvi=nZixnZiynZizT]]>

δ=Svi·nZvi=arccos(SixnZix+SiynZiy+SiznZiz)]]>

所述星体对日轴为卫星本体系中的-Z轴，即Z轴的反向；

c)、进一步得出捕获太阳起始时刻的姿态四元素

如果δ＞175°：

则：q^BT=[0,sin(δ/2),0,cos(δ/2)]T,]]>记q^BT=q^BT1q^BT2q^BT3q^BT4T]]>

如果δ＜5°

则：q^BT=[0,0,0,1]T]]>

如果5°≤δ≤175°

则：

vVi=SVi×nZVi=0-SizSiySiz0-Six-SiySix0nZixnZiynZiz,]]>

记viV=[vix,viy,viz]T,Svi=[Six,Siy,Siz]T,]]>

表示对矢量取模

vV=CBIvVi,]]>记vV=[vx,vy,vz]T]]>

q^BT[vxsin(δ/2),vysin(δ/2),vzsin(δ/2),cos(δ/2)]T]]>

q^BT=q^BT/|q^BT|,]]>记|q^BT|=q^BT12+q^BT22+q^BT32+q^BT42;]]>

(2)实时更新捕获太阳过程中的姿态四元素

q^BT=q^BT+12q^BT4-q^BT3q^BT2q^BT3q^BT4-q^BT1-q^BT2q^BT1q^BT4-q^BT1-q^BT2-q^BT3ωxωyωzΔt]]>

q^BT=q^BT/|q^BT|]]>

其中：[ω_x，ω_y，ω_z]^T为星体角速度，Δt为控制周期；

(3)控制星体，令逼近[0，0，0，1]^T，当时，星体对日轴与太阳矢量重合，完成卫星初入轨段的初始太阳捕获。