[发明专利]一种太阳运动轨迹获取方法及系统

说明书

本发明提供一种太阳运动轨迹获取方法及系统，包括获取设定时间段的太阳真黄经和太阳平黄经；获取设定时间段太阳真黄经相对于太阳平黄经的波动曲线；对太阳真黄经相对于太阳平黄经的波动曲线进行拟合，获得太阳真黄经；根据拟合获得的太阳真黄经和太阳运动模型，获得太阳轨迹坐标。本发明的太阳运动轨迹获取方法及系统，无需遥控修正，即可描绘复杂的太阳运动规律，运算简单，误差小，且误差不会随着时间而增加。

技术领域

本发明涉及航天器卫星姿态测量的技术领域，特别是涉及一种太阳运动轨迹获取方法及系统。

背景技术

卫星因其具有系统复杂、造价昂贵、无法修复的特性，往往将可靠性要求放在首要位置。作为卫星核心技术之一的姿控技术，其可靠度的高低决定着卫星任务的成败。为了保证卫星姿控系统的高可靠度，一方面须在保证系统性能的情况下，尽可能采用简单、可靠的部件和方法，另一方面需要增加系统冗余配置。

卫星姿控系统由定姿和控制两部分组成，以确保卫星姿态满足任务要求。定姿是控制的基础，由姿态敏感器、定姿算法和参考信息组成。具体地，利用姿态敏感器测量卫星姿态相关信息，通过定姿算法将测量信息与参考信息进行比较，从而得到卫星估计姿态。卫星定姿敏感部件通常使用太阳敏感器，与太阳敏感器定姿相应的参考信息是太阳的运动信息。

星上在轨太阳参考信息往往是根据现已知的太阳信息，通过运动规律推测将来卫星在轨运行时刻的太阳运动信息。因此，这就要求将描述太阳运动规律的模型事先存储在星上。描述太阳运动规律的完善运动模型有着复杂的数学运算，运算时需消耗大量资源。因此，作为太阳运动的地面仿真研究尚可，但用在卫星是不适宜的。对此，目前在卫星研制中常用的处理方法包括以下两种：

(1)为了节省星上资源，将太阳的运动规律简化处理为匀速圆轨道运动。然而，这样的处理方式具有模型误差大的缺陷，并且误差会随着时间的推移进一步加大。

(2)将描述太阳真实运动规律的椭圆模型，进行截断处理，存储在姿控星载计算机中，然后在轨运行时，通过遥控对其中具有时微变性有天文参数进行修正。该方法是目前运用较多的方法，其具体算法如下：

描述太阳运动的太阳真黄经表达式为：

截断处理为：

其中：M_s为太阳平近点角，M_s＝M_s0+W_s×Δt；M_s0为起始时刻的太阳平近点角；Δt为起始时刻的相对时；ω_s为太阳近地点俯角；e_s为太阳偏心率；W_s为太阳平运动角速度。每隔一段时间需要对M_s0、ω_s、e_s、W_s这几个参数进行遥控修正。

该处理方法相对于第一种处理方法，虽然提高了精度，但是具有以下不足：

1)由于包括遥控处理过程，增加了卫星遥控通道的压力，且降低了模型的不可靠性；

2)遥控处理仅能消除天文参数时微变给模型带来的误差，而无法消除模型自身所带来的截断误差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳运动轨迹获取方法及系统，无需遥控修正，即可描绘复杂的太阳运动规律，运算简单，误差小，且误差不会随着时间而增加。