[发明专利]静止轨道卫星太阳电池阵在轨被遮挡的分析计算方法

权利要求书

1.一种静止轨道卫星太阳电池阵在轨被遮挡的分析计算方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一、首先分析静止轨道卫星太阳光照角年平均变化规律；

步骤二、分析卫星太阳电池阵在轨被星体遮挡的变化规律；

步骤三、按照前述分析结果进行计算与仿真电池阵在轨被遮挡的面积。

2.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵在轨被遮挡的分析计算方法，其特征在于，所述步骤二中，将太阳电池阵在轨被星体遮挡的变化规律分为四个阶段进行分析，具体方法如下：

以卫星恰好在地球的背面位置作为卫星初始位置，此时卫星到地球的矢量与太阳在赤道面的投影矢量相同，设电池阵严格对日定向，此时的电池阵法向应与卫星对地轴一致；

第一阶段：电池阵转动角度0～90°；

第二阶段：电池阵转动角度90～180°；

第三阶段：电池阵转动角度180°～270°；

第四阶段：电池阵转动角度270°～360°；

上述第三阶段和第四阶段分别与第一阶段和第二阶段完全镜像，遮挡面积大小相等。

3.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵在轨被遮挡的分析计算方法，其特征在于，所述步骤三中，计算与仿真电池阵在轨被遮挡的面积的具体方法如下：

设：电池阵驱动轴中心至星体+X向投影的距离为L1，电池阵驱动轴中心至星体+Z面的距离为L2，电池阵驱动轴中心至-Z面的距离为L3，太阳矢量在星体的投影垂直于电池阵一端A的长度为R_a，垂直于另一端B的长度为R_b，电池阵在星体的投影AB的长度为2L_s，星体Z方向靠近X向的一角C到电池阵

在星体的投影AB的距离为L₀，电池阵连接架在展开方向的高度为H，太阳矢量与轨道面的夹角为α，以θ₁～θ₄为计算辅助角，分别表示太阳矢量在星体的投影扫过星体边缘处时的电池阵转角；

第一阶段：电池阵转角θ∈[0,θ₁]

此时，Ra=L2+Ls×sinθcosθRb=L2-Ls×sinθcosθ---(1)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=12×(Ra+Rb)×tanα×(2Ls)-2×Ls×H---(2)]]>

第二阶段：电池阵转角θ∈[θ₁,θ₂]

此时，Ra=L1-Ls×cosθsinθRb=L2-Ls×sinθcosθ---(3)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=[2Ls×L0-2Ls×((L0-Ra)+(L0-Rb))2]×tanα-2×Ls×H]]>                                                        （4）

第三阶段：电池阵转角θ∈[θ₂,90°]

此时，Ra=L1-Ls×cosθsinθRb=L1+Ls×cosθsinθ---(5)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=12×(Ra+Rb)×tanα×(2Ls)-2×Ls×H---(6)]]>

第四阶段：电池阵转角θ∈[90°,θ₃]

此时，Ra=L1+Ls×sin(θ-90)cos(θ-90)Rb=L1-Ls×sin(θ-90)cos(θ-90)---(7)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=12×(Ra+Rb)×tanα×(2Ls)-2×Ls×H---(8)]]>

第五阶段：电池阵转角θ∈[θ₃,θ₄]

此时，Ra=L3-Ls×sin(180-θ)cos(180-θ)Rb=L1-Ls×sin(θ-90)cos(θ-90)---(9)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=[2Ls×L0-2Ls×((L0-Ra)+(L0-Rb))2]×tanα-2×Ls×H]]>                                                        （10）

第六阶段：电池阵转角θ∈[θ₄,180°]

此时，Ra=L3-Ls×sin(180-θ)cos(180-θ)Rb=L3+Ls×sin(180-θ)cos(180-θ)---(11)]]>电池阵被遮挡的面积为：S=12×(Ra+Rb)×tanα×(2Ls)-2×Ls×H---(12).]]>

4.根据权利要求3所述的静止轨道卫星太阳电池阵在轨被遮挡的分析计算方法，其特征在于，所述辅助角θ₁～θ₄的计算方法如下：

在matlab中按照以下代码分别计算；

M1=sqrt(L1^2+L2^2);

M2=sqrt(L1^2+L3^2);

gama_1=asin(Ls/M1);

gama_2=asin(L2/M1);

theta_1=pi/2-(gama_1+gama_2);%θ₁

gama_3=asin(L1/M1);

theta_2=gama_1+gama_3;%θ₂

gama_4=asin(Ls/M2);

gama_5=asin(L1/M2);

theta_3=pi/2-(gama_4+gama_5)+pi/2;%θ₃

gama_6=asin(L3/M2);

theta_4=gama_4+gama_6+pi/2;%θ₄。