[发明专利]一种集群飞行模块航天器系统及其控制方法

权利要求书

1.一种集群飞行模块航天器系统，其特征在于，它包括M个服务模块航天器和N个任务模块航天器，M、N均为正整数；

所述服务模块航天器是指能源供给模块航天器、数据处理模块航天器、遥测控与数据传输模块航天器和集群控制模块航天器；

M个服务模块航天器中有m个能源供给模块航天器、n个数据处理模块航天器、x个遥测控与数据传输模块航天器和y个集群控制模块航天器的集合；m,n,x,y均为正整数，M=m+n+x+y；

能源供给模块航天器，用于收集能源，并为所述集群飞行模块航天器系统的各模块航天器提供能源；

数据处理模块航天器，用于接收处理所述集群飞行模块航天器系统的各模块航天器的状态数据及任务数据，并进行在轨图像生成和信息提取；

遥测控与数据传输模块航天器，用于接收地面站或中继卫星的指令，并将指令发送给集群飞行模块航天器系统的各模块航天器，同时将数据处理模块航天器处理后的数据、图像及信息传送至地面站或中继卫星；

集群控制模块航天器，用于测量集群飞行模块航天器系统的各模块航天器之间的相对位置，还用于控制集群飞行模块航天器系统的各模块航天器的相对位置；

任务模块航天器，用于对地面遥感数据获取、电子侦查和空间探测。

2.根据权利要求1所述的一种集群飞行模块航天器系统，其特征在于，所述任务模块航天器为光学载荷模块航天器或电子侦察载荷模块航天器或雷达载荷模块航天器；

光学载荷模块航天器，用于对地面进行拍照，获得地面图像数据；

电子侦察载荷模块航天器，用于收集电磁波信息，对目标进行侦查、监视和跟踪；

雷达载荷模块航天器，用于发射和接收雷达电磁波，获得地球的地物信息，具备全天候全天时获取信息的能力。

3.根据权利要求1所述的一种集群飞行模块航天器系统，其特征在于，所述能源供给模块航天器为所述集群飞行模块航天器系统提供能源方式包括聚束太阳能、微波能或激光能。

4.根据权利要求1或2所述的一种集群飞行模块航天器系统，其特征在于，所述各模块航天器均采用统一的标准和协议，均采用近距离自由飞行的形式，通过无线链路进行信息和能量的交互。

5.根据权利要求1或2所述的一种集群飞行模块航天器系统，其特征在于，所述各模块航天器均设置备份模块航天器。

6.基于权利要求1所述的一种集群飞行模块航天器系统的控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：

根据待完成的任务选择N个任务模块航天器和M个服务模块航天器的步骤；

当运载器将N个任务模块航天器和M个服务模块航天器发射到指定轨道时，所述模块航天器和运载器分离的步骤；

控制M个服务模块航天器中的K个服务模块航天器与N个任务模块航天器配对，并利用L个集群控制模块航天器采用轨道控制方法调整集群飞行模块航天器系统中的各模块航天器的相对位置的步骤，L<K；

所述配对原则为：至少四个服务模块航天器与一个或多个任务模块航天器配对，所述4个服务模块航天器包括1个能源供给模块航天器、1个数据处理模块航天器、1个遥测控与数据传输模块航天器和1个集群控制模块航天器；

对N个服务模块航天器进行通讯链接、能量传输和星载仪器参数初始化，按照预定的构形调整各个模块航天器的轨道和姿态，启动任务模块航天器开始工作的步骤；

对所述集群飞行模块航天器系统进行实时监控的步骤。