[发明专利]一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星姿态指向控制的实现方法，特别是涉及一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法。

背景技术

一般卫星的控制系统在入轨初期首先要解决的问题是，建立正常姿态(一般是对地定向)和获取能源，获取能源是卫星在轨生存的基本条件，正常姿态是卫星正常工作的必要条件。虽然一般对地定向的卫星在入轨初期都首选直接建立对地姿态，但出于安全性的考虑，先对日定向获取能源，再转对地定向是更为稳妥的方式，尤其是对遥感九号卫星来说。遥感九号卫星由三颗卫星组成，采用一箭三星的方式发射入轨，由于三颗星先后分离的时间间隔很短，而分离的条件有可能不够理想，为了确保安全，遥感九号卫星改变了以往低轨卫星入轨后先消初偏再进行粗对地的飞行程序，而是采用先对日定向确保证能源，再由地面在适当的时候发指令转入三轴稳定对地定向。

而以往卫星对日定向时先要搜索太阳，即捕获太阳的过程。这个过程一般是由安装在卫星对日轴方向上的太阳敏感器来指挥实现的。太阳敏感器好像一双识别太阳的眼睛，可以告诉卫星目前是否能见到太阳。但太阳敏感器有视场的限制，如果太阳落在太阳敏感器的视场之外，则卫星就无法获得任何太阳信息，此时就需要卫星调整姿态来搜索太阳，直到太阳敏感器重新看到太阳为止。由于此时太阳的方位是未知的，这个搜索太阳的过程就叫做盲捕。由于盲捕过程的不确定性，可能会花费很多时间，这将直接威胁到卫星的能源供给。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法，该方法在对日定向过程中不采用太阳敏感器盲捕的方法，而是利用已知卫星当前姿态信息和太阳矢量位置的条件，采用最短路径控制卫星对日定向，为卫星尽快获取能源提供了保障。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种卫星初入轨段的初始太阳捕获方法，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：