[发明专利]基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法及系统，其中，该方法包括：对A星、共轨01星和共轨02星采用偏心率矢量差与倾角矢量差联合隔离的共位策略；得到A星的轨控策略、共轨01星的轨控策略和共轨02星的轨控策略；根据A星的轨控策略和质量、光压系数、卫星有效光照面积、电推力器配置和化学推力器配置进行建模仿真；根据共轨01星的轨控策略和质量、光压系数、卫星有效光照面积和化学推力器配置进行建模仿真；根据共轨02星的轨控策略和质量、光压系数、卫星有效光照面积和化学推力器配置进行建模仿真。本发明解决了基于混合动力卫星共位方案和轨控方案设计仿真困难，共位管理风险性不确定的问题。

技术领域

本发明属于空间航天器在轨管理领域，尤其涉及一种基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法及系统。

背景技术

某卫星(以下以A星表示)是一颗基于东方红三号B平台的技术试验和通信卫星，星载化学推进和电推进两种混合动力，长期处于三星共位任务环境下。东方红三号B平台属于新研制平台，使用混合动力进行位保控制在国内尚属首次，传统的化学推进器轨控策略不适用于电推进器轨控。电推进器比冲高但推力小、机动频繁导致轨控策略设计场景复杂、约束条件多、分析数据量巨大、仿真和实际轨控运行困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法及系统，解决了基于混合动力卫星共位方案和轨控方案设计仿真困难，共位管理风险性不确定的问题，从而满足三星长期共位运行的需求。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：对A星、共轨01星和共轨02星采用偏心率矢量差与倾角矢量差联合隔离的共位策略；步骤二：根据步骤一中的偏心率矢量差与倾角矢量差联合隔离的共位策略对A星、共轨01 星和共轨02星具体共位策略进行分析，得到A星的轨控策略；根据步骤一中的偏心率矢量差与倾角矢量差联合隔离的共位策略对A星、共轨01星和共轨 02星具体共位策略进行分析，得到共轨01星的轨控策略；根据步骤一中的偏心率矢量差与倾角矢量差联合隔离的共位策略对A星、共轨01星和共轨02星具体共位策略进行分析，得到共轨02星的轨控策略；步骤三：根据步骤二中的A星的轨控策略和A星的质量、光压系数、卫星有效光照面积、电推力器配置和化学推力器配置进行建模仿真；根据步骤二中的共轨01星的轨控策略和共轨 01星的质量、光压系数、卫星有效光照面积和化学推力器配置进行建模仿真；根据步骤二中的共轨02星的轨控策略和共轨02星的质量、光压系数、卫星有效光照面积和化学推力器配置进行建模仿真；步骤四：根据步骤三中的A星建模仿真结果、共轨01星建模仿真结果和共轨02星建模仿真结果确认A星、共轨01星、共轨02星在轨期间满足最小10公里的共位安全距离。

上述基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法中，在步骤一中，A 星为混合动力卫星；共轨01星及共轨02星为化学推进卫星。

上述基于混合动力轨控技术的卫星共位分析建模方法中，在步骤二中，A 星的轨控策略为：A星偏心率控制圆圆心设置在(-300μ，-400μ)，A星控制偏心率圆半径等于200μ；A星倾角控制范围:i_x为-0.03°～0.03°，i_y为0.01°～0.1°； A星南北位保周期为在倾角年自然增长最大年份外每7天内需要进行5天南北位保控制，每天实施两次控制；在倾角年自然增长最大年份，每7天内需要进行6天南北位保控制，每天实施两次控制；A星南北位保的中心时刻定为倾角长期摄动自然增长反方向位置处；其中，μ为10^-6，i_x为A星轨道倾角在X轴方向的分量，i_y为A星轨道倾角在Y轴方向的分量，i_x＝i*cosΩ，i_y＝i*sinΩ，i 为卫星轨道倾角，Ω为卫星轨道平面升交点赤经；A星东西位保周期为7天。