[发明专利]一种满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型设计方法

说明书

一种满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型设计方法，包括：步骤1，分析载荷对日观测的视场要求，根据载荷工作模式确定载荷的视场包络；步骤2，分析太阳翼在轨状态的布置要求，根据太阳光照角变化情况确定太阳翼与卫星本体之间的相对位置关系；步骤3，分析运载火箭对卫星外形尺寸的限制要求，结合卫星本体的外形状态确定载荷和太阳翼发射状态的可选布置形式；步骤4，根据上述三个步骤确定的约束条件，将载荷对日观测视场嵌入太阳翼，明确载荷和太阳翼在卫星本体上的布局位置，形成满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型。本发明突破太阳翼仅用于给卫星供电的功能局限性，使太阳翼兼顾允许太阳光穿过其本身以便载荷对日观测的功能。

技术领域

本发明涉及卫星总体设计技术领域，具体涉及一种满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型设计方法。

背景技术

随着卫星技术的发展，用户对卫星进行太阳活动监测的需求越来越迫切，故卫星在装载对地观测载荷的基础上还需装载对日观测载荷。

传统卫星构型设计时，通常首先根据轨道光照的特点确定太阳翼的布置形式，然后进行载荷的布局设计，太阳翼和载荷未能统筹进行构型设计，往往带来卫星布局不够紧凑、纵向质心高、重量重等问题。

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满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型设计方法，根据对日观测载荷和太阳翼均需接受太阳光照的特点，在卫星构型设计时统筹考虑载荷和太阳翼的布置形式。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型设计方法，包括如下步骤：

步骤1，分析载荷对日观测的视场要求，根据载荷工作模式确定载荷的视场包络；

步骤2，分析太阳翼在轨状态的布置要求，根据太阳光照角变化情况确定太阳翼与卫星本体之间的相对位置关系；

步骤3，分析运载火箭对卫星外形尺寸的限制要求，结合卫星本体的外形状态确定载荷和太阳翼发射状态的可选布置形式；

步骤4，根据上述三个步骤确定的约束条件，将载荷对日观测视场嵌入太阳翼，明确载荷和太阳翼在卫星本体上的布局位置，从而形成满足载荷对日观测需求的卫星太阳翼构型。

优选地，所述载荷是装载在卫星上的遥感相机，用于监测太阳能量的变化情况。

优选地，所述步骤1的载荷视场包络是由载荷某位置的视场通过阵列遍历其运动范围的方法得到。

优选地，所述步骤2的确定太阳翼与卫星本体之间相对位置关系的具体方法是：根据太阳光照角的变化范围，计算太阳翼在轨状态电池片与卫星本体之间的夹角最佳值，结合太阳翼设计的工程可行性和整星能源需求，最终确定太阳翼在轨状态电池片法线与卫星本体之间的夹角。

优选地，所述步骤3的确定载荷的可选布置形式的具体方法是：根据运载火箭对卫星最大包络尺寸要求，结合卫星本体外形特点和对日观测载荷需对太阳跟踪测量的在轨工作需求，给出所有对日观测载荷布置位置方案，然后逐个分析每种方案的工程可行性，最终确定对日观测载荷的可选布置位置。

优选地，所述步骤3的确定太阳翼发射状态的可选布置形式的具体方法是：根据运载火箭对卫星最大包络尺寸要求，结合卫星本体外形特点和太阳翼电池片尽可能垂直受太阳光照射的在轨工作需求，给出所有太阳翼布置位置方案，然后逐个分析每种方案的工程可行性，最终确定太阳翼的可选布置位置。

优选地，所述步骤4中，依次考虑太阳翼和对日观测载荷布置位置的各种排列组合方式，按照尽可能降低整星纵向质心高度和尽可能利用卫星可用的包络空间的原则，统筹考虑太阳翼和载荷的对日指向要求，将载荷对日观测视场嵌入太阳翼，明确载荷和太阳翼在卫星本体上的布局位置。

优选地，所述卫星仅配置一个太阳翼。