[发明专利]一种星载运动天线扰动抑制方法

说明书

本发明涉及一种高精度星载运动天线扰动抑制方法，属于星载运动附件扰动抑制技术领域。该方法能够抑制天线运动对卫星姿态的扰动影响，该方法主要是针对卫星上所带有的双轴运动天线。本发明采用运动平滑方法和动量矩定理计算运动天线的扰动力矩，从而对星体引入前馈补偿力矩抑制天线的扰动影响。相比传统不含前馈力矩补偿的直接驱动方法，采用本发明的方法可有效抑制天线运动的冲击影响，提高卫星姿态稳定度水平。

技术领域

本发明涉及一种高精度星载运动天线扰动抑制方法，属于星载运动附件扰动抑制技术领域。该方法能够抑制天线运动对卫星姿态的扰动影响，该方法主要是针对卫星上所带有的双轴运动天线。本发明采用运动平滑方法和动量矩定理计算运动天线的扰动力矩，从而对星体引入前馈补偿力矩抑制天线的扰动影响。相比传统不含前馈力矩补偿的直接驱动方法，采用本发明的方法可有效抑制天线运动的冲击影响，提高卫星姿态稳定度水平。

背景技术

当前，高分辨率遥感卫星通常安装有对地数传天线、数据中继天线等高增益运动天线，通过对地面站或中继星的指向跟踪实现星上遥感数据的快速下传。然而，天线对通信目标的指向运动将对卫星姿态稳定度产生重要影响，多颗遥感卫星的遥测数据统计表明，当天线进行指向运动时，其影响可令星体姿态抖动(与天线和整星质量特性等因素相关)。可见，天线运动对整星姿态具有非常显著的影响，会导致光学的遥感图像模糊扭曲。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种星载运动天线扰动抑制方法，该方法能够抑制运动天线对卫星姿态的扰动影响，提高卫星在轨姿态稳定度水平，该方法通过对天线指向运动进行规划，并引入天线扰动的前馈补偿力矩，可以大幅降低运动附件的冲击扰动影响，对于提高卫星姿态稳定度水平具有非常大意义的。

本发明的技术解决方案是：

一种星载运动天线扰动抑制方法，该方法的步骤包括：

(1)当天线进行指向运动时，通过路径规划使天线的运动过程保持平滑，路径规划的过程为：

设天线控制周期为Δt，天线最大允许角加速度为a_Lmt，最大允许角速度为ω_Lmt。以双轴天线的天线X轴驱动为例(Y轴的平滑方法与X轴平滑方法相同)，假设在当前时刻的期望转角为α_r(t)，规划后的指令转角为α_f(t)，指令转速为ω_f(t)，初始时刻规划后的指令转角α_f(0)＝0，指令转速ω_f(0)＝0；

则天线运动可按照如下流程进行规划，得到下一时刻天线规划后的指令转角α_f(t+Δt)和指令转速为ω_f(t+Δt)：

(i)假设下一时刻天线期望转角为α_r(t+Δt)；

(ii)计算天线的期望转速ω_r(t+Δt)和转角偏差e

(iii)计算天线的控制参数

k＝k₀+k₁exp(-k₂|e|) (2)

其中，k₀、k₁、k₂为设计参数，确保转角偏差e较大时控制量ke不至于过大，而转角偏差e较小时控制量ke保持足够大，加快目标捕获速度；

转角偏差e较大时控制量ke不至于过大，而转角偏差e较小时控制量ke保持足够大，加快目标捕获速度的具体含义是：使天线的临时角速度ω_tmp小于等于天线的最大允许角速度ω_Lmt，且使ω_tmp接近ω_Lmt；