[发明专利]一种抗章动失效卫星接触消旋方法

说明书

本发明一种抗章动失效卫星接触消旋方法，步骤如下：1)建立下一次消旋所有可能接触点的集合；2)对每一个接触点设定离散的自旋角、接近角，建立集合S_arr；3)指定集合S_arr中任意一个元素，设定最大挠度，根据失效卫星自旋角速度，接触点到失效卫星质心坐标为，估算接触时间；4)估算出元素C_i对应的接触力冲量的大小和方向；5)C_i对应的接触力矩冲量：6)建立可行集S_prr，将满足判断条件的接触状态加入到可行集S_prr中。7)重复步骤4‑6，依次评价S_arr中所有元素，完成可行集S_prr；8)选择可行集S_prr中的元素，选择可行的接触点、自旋角和接近角，结合接触时间对失效卫星进行下一次消旋。

技术领域

本发明涉及抗章动失效卫星接触消旋方法。

背景技术

国内外对空间失效卫星的消旋研究处于概念研究阶段，提出的方法有离子束消旋法、涡流消旋法、接触消旋法、磁力矩消旋法等。对比这几种方法的能耗、实现难度等，接触式消旋的能耗较小、可实现程度较高。

接触式消旋一般是将消旋机构安装到空间在轨服务卫星的机械臂末端，机械臂的伸缩以及服务卫星的姿态和位置控制使得消旋机构的柔性部分与失效卫星的帆板、天线等突出附件接触。末端柔性部分弯曲变形产生挠性力，作用在失效卫星上。生成的力矩可以分成两部分，一部分指向自转轴方向阻碍自转运动，另一部分垂直于自转轴方向，使得失效卫星角动量方向偏离自转轴方向，并且在非接触段产生章动现象。

章动对在轨维护维修过程是非常不利的，会增强卫星姿态估计的难度、减小安全接近区域，降低抓捕成功的可能性，影响抓捕成功后的组合体控制等。如何在消旋过程中尽量减小章动是迫切需要研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种抗章动失效卫星接触消旋方法，该消旋方法通过在每一次消旋之前对接触点、自旋角和接近角的预估计，提高了抗章动的消旋效果，实现了消旋过程中减小章动、减小角动量方向偏移的效果。

本发明的技术方案予以实现的：一种抗章动失效卫星接触消旋方法，包括如下步骤：

1)建立下一次消旋所有可能接触点的集合S_P＝{P_i|i＝1......n_P}；n_P为正整数；

2)对每一个接触点P_i设定离散的自旋角θ_j、接近角α_j，则每个元素表示为C_j＝(P_i,θ_j,α_j)，并建立集合S_arr＝{C_j|j＝1......n_C}；n_C为正整数；

3)指定集合S_arr中任意一个元素C_j，设定最大挠度u_max，根据失效卫星自旋角速度ω_z以及接触点到失效卫星质心坐标为r_Pi，估算接触时间t_ev；

4)估算元素C_i对应的接触力冲量的大小和方向；

5)计算得到C_j对应的接触力矩冲量

6)接触力矩冲量达到消旋效果判断条件；

7)建立可行集S_prr，将满足消旋效果判断条件的接触状态加入到可行集S_prr中；