[发明专利]星载二维驱动天线运动指标计算方法

说明书

本发明涉及到星载二维驱动天线运动指标计算方法，其先需建立天线驱动运动模型、卫星轨道动力学、姿态信息模型，再建立天线与地面或中继星等目标的联系关系，建立几何意义上的互动关系，进行数学仿真计算，获取卫星上二维驱动天线的运动指标。本发明解决了星载二维驱动天线运动指标的论证工程实际问题，能有效地给出二维驱动天线与整星运动指标，解决相应的指标接口问题，并能够判断二维驱动天线的控制方式合理性。通过循环迭代分析，能够指导卫星选用二维驱动天线的控制类型。

技术领域

本发明涉及星载二维驱动天线运动指标的论证，属于卫星接口指标论证,具体涉及一种星载二维驱动天线运动指标计算方法。

背景技术

随着卫星技术的发展，有效载荷的功能、性能决定了卫星应用的广度和深度，目前世界各大国都在抓紧进行光学、红外、微波等有效载荷的研究，数据信息量越来越大，卫星传统的数传技术很难满足要求，数传采用更高频率的频段，这就要求采用二维驱动的点目标传输方案，中继数传也同样采用点目标传输方案；另外对于一些特定的卫星，需卫星与卫星之间进行相互通讯，也可采用二维驱动的通讯方式。

这将需要精确指向对方以保证数据传输/通信的质量，特别是在卫星之间存在相对运动时，更需及时调整卫星天线的指向，保证信号接收/发送始终处于最佳接收状态。

二维驱动天线的使用带来了二维驱动天线的运动指标提出和天线控制方案的选型问题，本发明将针对这两个方面问题提出具体的方法进行解决。

发明内容

为了解决星载二维驱动天线运动指标论证问题，本发明的目的在于提出一种星载二维驱动天线运动指标计算方法，利用本发明，可以提出天线角度控制角速度范围、天线角度控制角加速度范围、天线与地面站或中继星等目标的可见时间、天线对整星的干扰力矩指标，解决相应的指标接口问题，并能够判断二维驱动天线的控制方式合理性，指导卫星对二维驱动天线的控制方案选型。

根据本发明提供的一种星载二维驱动天线运动指标计算方法，包括如下步骤：

步骤S101：建立卫星轨道动力学模型和姿态信息模型；

步骤S102：建立天线二维驱动的控制模型；

步骤S103：根据天线二维驱动的控制模型，计算获取天线与目标的可见性。

优选地，在所述步骤S101中：

将卫星轨道参数作为输入，建立卫星轨道动力学模型；姿态信息模型，用于按照卫星总体的运行模式，并结合卫星轨道特性，仿真输出卫星姿态信息；

优选地，在所述步骤S101中：

在计算目标地理位置时，考虑地球椭球面模型，地球椭球面模型采用如下公式：

其中，r为目标在地固系下的位置矢量，x,y,z分别表示在地固系下的X方向、Y方向、Z方向的位置矢量，I为目标的地理经度，μ为目标的地理纬度，h为目标的水平地高，代式λ_s和r_s由以下公式表示：

λ_s＝arctan((1-f)²tanμ)

其中，f为地球椭率，数值为R为地球赤道半径，数值为6378137米。

优选地，在所述步骤S102中：

根据星载二维驱动天线的机械物理状态，建立天线二维驱动的运行控制模型，并建立二维驱动天线的天线坐标系，建立卫星本体坐标系与二维驱动天线的控制参数的对应关系。

优选地，在建立XY向天线二维驱动的运动控制模型时：