[发明专利]基于惯性指向模式的地球同步轨道卫星远地点变轨方法

权利要求书

1.基于惯性指向模式的地球同步轨道卫星远地点变轨方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)以地心为坐标原点，历元J2000.0时刻的平赤道面为XY坐标面，右手定则确定Z轴建立J2000地心惯性系OX_iY_iZ_i；以卫星质心为坐标系原点，Y轴垂直于J2000赤道平面指向正南，Z平行于J2000地心惯性坐标系的X轴，X轴由右手系确定建立J2000准惯性坐标系；以卫星质心为原点，三轴与卫星机械坐标系的三轴平行，建立卫星本体坐标系OX_bY_bZ_b；以卫星质心为原点，Z轴从卫星所处的轨道位置指向地心，X轴沿当地水平面正东方向，Y轴沿当地子午线指向当地正南，Z轴与轨道坐标系Z轴重合建立东南地坐标系OX_EY_EZ_E；以卫星质心为原点，Z轴从卫星所处的轨道位置指向地心，Y轴为轨道平面的负法线方向，X轴与Y轴、Z轴构成右手直角坐标系建立轨道坐标系OX_oY_oZ_o；

(2)测量计算得到J2000地心惯性系到轨道坐标系的转移矩阵C_oi、轨道坐标系到东南地坐标系的转移矩阵C_do、东南地坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bd、轨道坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bo；设J2000地心惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵为C_bi，J2000准惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵为C_bI；

(3)根据J2000地心惯性系到轨道坐标系的转移矩阵C_oi、轨道坐标系到东南地坐标系的转移矩阵C_do、东南地坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bd计算得到J2000地心惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵为C_bi或者根据J2000地心惯性系到轨道坐标系的转移矩阵C_oi、轨道坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bo计算得到J2000地心惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵为C_bi；根据轨道坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bo、J2000地心惯性系到轨道坐标系的转移矩阵C_oi计算得到J2000准惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bI；

(4)设地球同步轨道卫星在J2000准惯性系下的三轴目标姿态为进而得到

计算得到

(5)设立地球同步轨道卫星在J2000准惯性系下的三轴目标姿态关于点火后时间t的函数为为：

θ_bI(t)＝θ_t0+θ_rate(t_a-t₀)

ψ_bI(t)＝ψ_t0+ψ_rate(t_a-t₀)

其中，为点火开始时刻J2000准惯性系下三轴姿态，为点火期间J2000准惯性系三轴姿态变化率，t₀为点火开始时刻；

(6)获取地球同步轨道卫星在J2000准惯性系下的当前三轴目标姿态为计算的差并进行地球同步轨道卫星远地点点火期间的姿态控制。

2.根据权利要求1所述的基于惯性指向模式的地球同步轨道卫星远地点变轨方法，其特征在于：所述的J2000地心惯性系到J2000准惯性系的转换矩阵为

3.根据权利要求1所述的基于惯性指向模式的地球同步轨道卫星远地点变轨方法，其特征在于：所述的根据轨道坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bo、J2000地心惯性系到轨道坐标系的转移矩阵C_oi计算得到J2000准惯性坐标系到卫星本体坐标系的转移矩阵C_bI的方法为：