[发明专利]一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置

说明书

本申请实施例提供的一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置，涉及航天技术领域，所述装置包括：卫星本体；纯惯性系统模块，所述纯惯性系统模块设置于所述卫星本体内部，所述纯惯性系统模块为所述悬浮质量块提供只受保守力作用的运行环境；微推力器控制系统，所述微推力控制系统与所述卫星本体刚性固定连接，接收所述差分光学阴影传感器阵列发出的所述相对位移信息，根据所述相对位移信息，调节所述卫星本体跟踪所述悬浮质量块飞行。解决了现有技术中由无法维持厘米级以及更高精度的自主导航的技术问题，达到了使星体定轨精度尽可能逼近保守力模型的精度极限，最大限度提高对卫星的导航精度的技术效果。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别涉及一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置。

背景技术

随着科技发展，人们对宇宙的探索越发深入，探索水平也随之逐渐精进。未来对高精度空间节点和长期自主导航提出了前所未有的迫切需求，对空间节点的自主导航提出了厘米级甚至更高精度的要求。

众所周知，目前仅单个空间基准节点的构建和维持需要以举国甚至全球联合的测控资源为代价。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有技术中获取的高精度轨迹数据不是实时的，而是通过事后处理拟合得到的，而且按照现有卫星设计和运行模式，即便具备了全球测控能力，仍无法维持厘米级自主导航。

发明内容

本申请实施例通过提供一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置，解决了现有技术中无法维持厘米级以及更高精度自主导航的技术问题，达到了能够消除非保守力带来的影响，为星体构建一条高精度的只受保守力摄动的飞行轨道，使星体定轨精度尽可能逼近保守力模型的精度极限，最大限度提高卫星的导航精度。

鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置。

本申请实施例提供了一种沿保守力作用轨迹无偏飞行的装置，所述装置包括：卫星本体；纯惯性系统模块，所述纯惯性系统模块设置于所述卫星本体内部，所述纯惯性系统模块包括：壳体，所述壳体为一封闭的真空容置空间，所述壳体与所述卫星本体刚性固定连接；悬浮质量块，所述悬浮质量块悬浮于所述壳体内部；八组差分光学阴影传感器阵列，所述八组差分光学阴影传感器阵列位于所述壳体内部的四个侧壁上，检测所述悬浮质量块与所述壳体侧壁的相对位移信息，发出所述相对位移信息；其中，所述纯惯性系统模块为所述悬浮质量块提供只受保守力作用的运行环境；微推力器控制系统，所述微推力控制系统与所述卫星本体固定连接，接收所述差分光学阴影传感器发出的所述相对位移信息，根据所述相对位移信息，调节所述卫星本体跟踪所述悬浮质量块飞行。

优选的，所述悬浮质量块的材质为不易挥发的金属材料，如金、铂等。。

优选的，如果所述装置运行在预定轨道，所述悬浮质量块悬浮于所述壳体内部，与所述壳体内部壁面保持cm级间隙。

优选的，所述装置还包括：锁定释放机构，所述锁定释放机构包括：凹槽，所述凹槽为纯惯性系统模块壳体内壁面嵌入安装的半球体弹性结构；螺杆，所述螺杆与所述壳体的另一内壁活动连接，且与所述凹槽相对设置，所述螺杆朝所述凹槽底壁运动，使所述悬浮质量块夹持在所述螺杆与所述凹槽底壁之间；所述螺杆释放所述悬浮质量块时的运动方向与所述装置在空间轨道运行方向一致；橡胶触头，所述橡胶触头位于所述螺杆与所述悬浮质量块接触的一端；密封圈，所述密封圈位于所述螺杆与所述内壁的连接处，保持所述纯惯性系统模块内的真空环境；驱动电机，所述驱动电机与所述螺杆动力连接，驱动所述螺杆运动。

优选的，所述微推力器控制系统包括：位移跟踪控制器，所述位移跟踪控制器监控所述卫星本体与所述悬浮质量块的位移关系并设定阈值，如果所述卫星本体与所述悬浮质量块的相对位移信息超过所述阈值，发送反馈信息；微推力器执行机构，接收所述位移跟踪控制器发出的所述反馈信息，根据所述反馈信息对所述卫星本体的运行进行调整。