[发明专利]一种太阳运动轨迹获取方法及系统有效
申请号: | 201611020009.4 | 申请日: | 2016-11-14 |
公开(公告)号: | CN108072365B | 公开(公告)日: | 2021-06-22 |
发明(设计)人: | 米鹏;张静;朱振才;王磊;闫骁绢;林晓冬;谢祥华;刘善伍 | 申请(专利权)人: | 上海微小卫星工程中心 |
主分类号: | G01C21/02 | 分类号: | G01C21/02;G01C21/24 |
代理公司: | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人: | 高园园 |
地址: | 201203 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 太阳 运动 轨迹 获取 方法 系统 | ||
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:Ms为太阳平近点角,Ms=Ms0+Ws×Δt;Ms0为起始时刻的太阳平近点角;Δt为起始时刻的相对时;ωs为太阳近地点俯角;es为太阳偏心率;Ws为太阳平运动角速度。每隔一段时间需要对Ms0、ωs、es、Ws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。
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