[发明专利]卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法有效
| 申请号： | 201810684287.2 | 申请日： | 2018-06-28 |
| 公开（公告）号： | CN109018434B | 公开（公告）日： | 2020-11-17 |
| 发明（设计）人： | 许海玉;边志强;张大伟;王皓;田华;崔伟 | 申请（专利权）人： | 上海卫星工程研究所 |
| 主分类号： | B64G1/10 | 分类号： | B64G1/10;B64G1/24 |
| 代理公司： | 上海段和段律师事务所 31334 | 代理人： | 李佳俊;郭国中 |
| 地址： | 200240 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 卫星 估算 旋转 部件 惯量 大小 方法 | ||
本发明提供了一种卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法，包括以下步骤：步骤一；根据卫星在轨地磁场矢量和卫星磁矩得到作用于星体的磁力矩；步骤二：计算磁力矩用于卸载的卫星角动量累计量大小，得到旋转部件转速调整稳定前后的相邻轨道间卫星角动量累计量偏差值；步骤三：获得陀螺力矩偏差值大小；步骤四：获得旋转部件转速调整前后卫星角动量变化值，估算旋转部件惯量大小。本发明解决在轨由旋转部件惯量偏差造成的整星剩余角动量残余，以便提高卫星在轨控制指向精度。
技术领域
本发明涉及一种估算旋转部件惯量大小的方法，具体地，涉及一种卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法。
背景技术
随着航天技术不断发展和卫星在轨任务的多样性，探测手段也呈现出多样性，其中，带有大型旋转部件天线的卫星比重也越来越大。旋转部件工作时产生的角动量需要进行实时补偿，以保持卫星三轴稳定对地指向姿态，这需要精确的知道旋转部件惯量大小，以避免卫星在轨出现剩余角动量，产生陀螺干扰力矩，影响整星控制指向精度。
目前研究中，主要针对地面旋转部件惯量的测试方法展开研究，对测量的惯量精度及在轨估算尚未展开深入研究。本发明通过整星剩余角动量产生的陀螺力矩，对在轨的旋转部件惯量偏差进行估算，进而得到旋转部件惯量大小。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法，其解决在轨由旋转部件惯量偏差造成的整星剩余角动量残余，以便提高卫星在轨控制指向精度。
根据本发明的一个方面，提供一种卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一；根据卫星在轨地磁场矢量 和卫星磁矩 得到作用于星体的磁力矩 ；
步骤二：计算磁力矩用于卸载的卫星角动量累计量大小，得到旋转部件转速调整稳定前后的相邻轨道间卫星角动量累计量偏差值；
步骤三：获得陀螺力矩偏差值大小 ；
步骤四：获得旋转部件转速调整前后卫星角动量变化值，估算旋转部件惯量大小。
优选地，所述卫星在轨估算旋转部件惯量大小的方法根据卫星在轨地磁场模型，将卫星在轨地磁场的模型近似为一阶偶极子模型，得到计算卫星在轨地磁场矢量 分别投影到卫星本体系三轴大小。
优选地，所述磁力矩由卫星安装的磁力矩器产生，磁力矩 计算表达式如下式：
为地磁场矢量， 为磁矩。
优选地，所述磁力矩进行积分得到卫星卸载的角动量，得到旋转部件转速调整稳定前后的相邻轨道间卫星角动量累计量偏差值。
优选地，所述旋转部件由于其惯量偏差所产生的陀螺力矩为常值，根据卸载的飞轮角动量差值计算得到陀螺力矩偏差值大小，陀螺力矩偏差值 计算表达式如下式：
为卫星轨道角速度， 为残余角动量。
优选地，所述旋转部件惯量大小的ΔI计算表达式如下：
＝IΔωc＝(I0+ΔI)Δωc
I0旋转部件惯量理论值，ΔI为估算的偏差值，Δωc为旋转部件转速调整前后变化量。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本方法简单可行，可用于在轨估算旋转部件惯量大小，消除卫星在轨剩余角动量，有利提高卫星在轨控制指向精度。
附图说明
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