[发明专利]卫星从任意姿态到对日定向的控制方法和系统

权利要求书

1.一种卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于，该控制方法包含：

利用惯性基准单元测量卫星的惯性角度增量，微分后得到惯性角速度；

利用0-1式太阳敏感器测量太阳出现在卫星的具体方位，进行捕获太阳，得到太阳方位信号；

利用太阳方位信号的变化控制卫星姿态捕获，减小太阳矢量与卫星某一轴的夹角，以此进行对日定向；

所述卫星从任意姿态到对日定向的控制方法包含：

当卫星仅在-Y方向有太阳信号时，控制卫星分别绕X、Z轴沿前一个控制周期的捕获角速度方向继续转动，使卫星的-Y方向处在对日定向状态。

2.如权利要求1所述的卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于，所述捕获太阳的方法包含：

根据0-1式太阳敏感器输出的太阳方位信号控制卫星绕X、Z轴转动捕获太阳，使卫星-Y方向有太阳信号。

3.如权利要求1所述的卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于，所述当卫星处于仅－Y方向有太阳信号状态时，继续用0-1式太阳敏感器的信息进行对日定向控制，按式(1)、(2)、(3)得到控制指令力矩：

T_y(k)＝K_Py∫ω_y(k)dt+K_Dyω_y(k) (2)

T_z(k)＝K_Pz(∫ω_z(k)dt-Ψ_cz)+K_Dzω_z(k) (3)

其中，X方向捕获角度Z方向捕获角度Ψ_cz根据卫星6个方位出现太阳信号的变化确定；T_x，T_y，T_z为控制指令力矩；K_Px，K_Py，K_Pz，K_Dx，K_Dy，K_Dz为控制参数；ω_x，ω_y,ω_z为三轴惯性角速度。

4.如权利要求1或3所述的卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于：所述对日定向的过程中，当卫星±Z方向有太阳信号，且保持不变时，则X方向捕获角度为0度。

5.如权利要求1或3所述的卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于：所述对日定向的过程中，当处于卫星±Z方向从有太阳信号变为无太阳信号状态时，则确定X方向捕获角度的方法包含：

当-Y方向有太阳信号且-Z方向从有太阳信号变为无太阳信号时，X方向姿态捕获角度为正；

当-Y方向有太阳信号且Z方向从有太阳信号变为无太阳信号时，X方向捕获角度为负；

当Z方向太阳信号不变化时，则X方向捕获角度度。

6.如权利要求5所述的卫星从任意姿态到对日定向的控制方法，其特征在于：所述的对日定向的过程中，当处于卫星±X方向从有太阳信号变为无太阳信号状态时，则确定Z方向捕获角度的方法包含：

当-Y方向有太阳信号且-X方向从有太阳信号变为无太阳信号时，Z方向捕获角度Ψ_cz为正；

当-Y方向有太阳信号且X方向从有太阳信号变为无太阳信号时，Z方向捕获角度Ψ_cz为负；

当X方向太阳信号不变化时，则Z方向姿态捕获角度Ψ_cz＝0度。

7.一种卫星从任意姿态到对日定向的控制系统，其特征在于，控制系统包含：

惯性角速度获取模块，其利用惯性基准单元测量卫星的惯性角度增量，微分后得到惯性角速度；

太阳捕获模块，其利用0-1式太阳敏感器测量太阳出现在卫星的具体方位，进行捕获太阳，得到太阳方位信号；

对日定向模块，其利用太阳方位信号的变化控制卫星姿态捕获，减小太阳矢量与卫星某一轴的夹角，以此进行对日定向；

所述对日定向方法包含：

当卫星仅在-Y方向有太阳信号时，控制卫星分别绕X、Z轴沿前一个控制周期的捕获角速度方向继续转动，使卫星的-Y方向处在对日定向状态。