[发明专利]低倾角轨道雷达卫星的太阳阵驱动摆动方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星总体设计，具体地，涉及一种低倾角轨道雷达卫星的太阳阵驱动摆动方法。

背景技术

我国遥感卫星多采用太阳同步轨道，太阳光照角较为稳定，太阳阵驱动摆动方式简单和固定，而对于雷达卫星可采用低倾角轨道，太阳光照角则存在较大的变化范围，因此无法沿用太阳同步轨道卫星太阳阵驱动摆动方式。

为了保证低倾角轨道卫星整个寿命周期的能源供应，同时为了减少太阳阵布片的面积，需要根据在轨的太阳光照角情况，合理的设置太阳阵的驱动摆动方式，该方式应尽量简单，易于实现。同时，由于雷达卫星的载荷天线工作时需对地左或右侧视，因此卫星在轨飞行姿态需要兼顾左右侧视工作姿态需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低倾角轨道雷达卫星的太阳阵驱动摆动方法。

根据本发明提供的低倾角轨道雷达卫星的太阳阵驱动摆动方法，包括如下步骤：

步骤1：根据轨道倾角i确定太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β的变化范围；

步骤2：根据雷达卫星的斜飞状态和构型布局，确定太阳阵的安装面和安装角度；

步骤3：根据太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β和卫星飞行姿态确定太阳阵的摆动角度，进而确定太阳阵的驱动状态。

优选地，还包括如下步骤

步骤4：根据太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β、卫星轨道参数以及卫星飞行姿态计算太阳阵的光照角和光照时间的变化曲线。

优选地，在步骤1中，当轨道倾角为i＜66.5°，则太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β的变化范围为-23.5°-i至23.5°+i；当轨道倾角i≥66.5°，则太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β的变化范围为-90°～90°。

优选地，在步骤2中，根据卫星的斜飞状态为左侧视或右侧视，将太阳阵安装在星体的+Y_b侧和-Y_b侧，且相对星体的Y_b轴0°。

优选地，在步骤3中，根据太阳矢量与卫星轨道面之间夹角β确定卫星的5种在轨状态，即：

在轨状态1：当β角为-90至-48.3°时，卫星左侧视45°斜飞，太阳阵转动轴与星体Y_b轴摆动15°，则太阳阵不驱动；

在轨状态2：当β角为-48.3至-13°时，卫星左侧视45°斜飞，太阳阵转动轴与星体Y_b轴摆动-15°，则太阳阵驱动；

在轨状态3：当β角为-13至13°时，卫星保持平飞，太阳阵转动轴与星体Y_b轴摆动0°，则太阳阵驱动；

在轨状态4：当在β角为13至48.3°时，卫星右侧视45°斜飞，太阳阵转动轴与星体Y_b轴摆动15°，则太阳阵驱动；

在轨状态5：当β角为48.3°至90°时，卫星右侧视45°斜飞，太阳阵转动轴与星体Y_b轴摆动-15°，太阳阵不驱动。

优选地，太阳阵的光照角大于50°，光照时间大于59分钟。

优选地，当轨道倾角i≤13°时，卫星的在轨状态为状态1；

当轨道倾角13°≤i≤48.3°，则卫星的在轨状态为在轨状态2、在轨状态3、在轨状态4；

当轨道倾角48.3°≤i≤90°，则卫星的在轨状态为在轨状态1、在轨状态2、在轨状态3、在轨状态4、在轨状态5。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明根据卫星在轨β角的变化情况，卫星共有5种在轨状态，卫星有左侧视45°、平飞、右侧视45°共3种飞行姿态，太阳阵转动轴相对于星体Y_b轴有15°、0°、-15°共3个位置，并且有驱动和不驱动两种状态，该方式可根据轨道倾角大小，合理设置雷达卫星太阳阵驱动摆动状态，保证卫星整个寿命期内光照角大于50°；

2、本发明中驱动摆动方式简单，优化了太阳电池阵布片面积，可有效提高了太阳阵的利用效率和供电能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中卫星在轨状态1的示意图；

图2为本发明中卫星在轨状态2的示意图；

图3为本发明中卫星在轨状态3的示意图；

图4为本发明中卫星在轨状态4的示意图；

图5为本发明中卫星在轨状态5的示意图；

图6为本发明中卫星每圈等效光照角随β角的变化曲线；

图7为本发明中卫星光照时间随β角的变化曲线；