[发明专利]一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法。

背景技术

地球同步轨道(GEO)卫星分布在地球赤道面，轨道高度约36000km，卫星使用摆动式红外地球敏感器测量卫星的滚动姿态和俯仰姿态。摆动式红外地球敏感器共有四个探头，分别扫描地球边缘，通过计算确定卫星姿态。在春分和秋分进出地影前后太阳进入红外地球敏感器探头扫描视场，或者月亮进入地球敏感器探头扫描视场，两者均会干扰红外地球敏感器探头，使红外地球敏感器的姿态输出产生误差。

现有的卫星的探头保护方法为：

1.卫星在滚动、俯仰姿态为零的情况下，设置红外地球敏感器四个探头的保护区域。

2.地面或星上通过计算，得出地球敏感器某一探头保护开始时间、保护时间长度和保护时间间隔。

3.在需要实施地球敏感器探头保护期间，卫星可以自主进行探头保护，或通过地面发送遥控指令的方法实现红外地球敏感器探头保护。

上述方法存在以下几点不足：

红外地球探头保护区域的设定前提是卫星的滚动、俯仰姿态为零，当卫星有效载荷需要使俯仰姿态进行长期偏置的情况下，红外地球敏感器的探头保护区域发生了变化，原有的计算方法不再适用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，采用本发明可以在卫星俯仰姿态长期偏置的情况，确定卫星被保护的地球敏感器探头。

本发明的技术解决方案是：

一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，包括以下步骤：

(1)确定卫星俯仰姿态的偏置量；

(2)确定地球敏感器探头保护参数，所述地球敏感器探头保护参数f、a、b、c、d通过下式确定，

f＝ρecos45°，a＝f+g+dM，b＝f-dM，c＝f+dM，d＝f-g-dM；

其中，ρe为地球视半径，dM为地球敏感器探头保护阈值，取值3°，g为地球敏感器探头扫描范围，取值5.3；

(3)确定当前时刻下太阳单位矢量S和月亮中心单位矢量M在星体坐标系的分量S_x、S_y、S_z、M_x、M_y、M_z；

(4)计算月亮-卫星-太阳的夹角θ_SM、月亮-卫星-地球的夹角θ_ME、太阳-卫星-地球的夹角θ_SE；

(5)分别月亮和太阳对地球敏感器探头的干扰确定地球敏感器探头保护策略，其中，对于月亮对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(51)，对于太阳对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(52)，所述地球敏感器探头包括第一探头、第二探头、第三探头、第四探头；

(51)若θ_SM＜120°，或θ_SM≥120°时，且θ_ME＜ρe-dE或θ_ME＞ρa+1.4*(dM+θ)，或θ_SM≥120°时，且|M_x|＞sin(a)或|M_x|＜sin(d)或|M_y|＜sin(b)或|M_y|＞sin(c)，则月亮对地球敏感器探头无干扰，转入步骤(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6)：

若M_x＜0且M_y＜0，则需保护第一探头；

若M_x＜0且M_y＞0，则需保护第二探头；

若M_x＞0且M_y＜0，则需保护第三探头；

若M_x＞0且M_y＞0，则需保护第四探头；

其中，dE为地球敏感器探头保护阈值，取值2°；θ为卫星俯仰姿态偏置角度绝对值；

(52)若θ_SE＜ρe-dE或θ_SE＞ρa+1.4*(dM+θ)，或|S_x|＞sin(a)或|S_x|＜sin(d)或|S_y|＜sin(b)或|S_y|＞sin(c)，则太阳对地球敏感器探头无干扰，转入步骤(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6)：