[发明专利]轨道返回再入式飞行器对星通信姿态控制方法

权利要求书

1.轨道返回再入式飞行器对星通信姿态控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、建立地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁；通过测量得到飞行器的经度L、纬度B和高度H；将飞行器对应的地心矢径在地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁表示为r_ed；

步骤二、计算单颗中继卫星覆盖地球区域对应的半地心角δ；

步骤三、将n个中继卫星对应的地心矢径在地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁表示为r_esi；其中，n为正整数且n大于等于1；i为各中继卫星的序号，i为正整数，且1≤i≤n；

步骤四、从n个中继卫星中选取飞行器对应的中继卫星；

步骤五、选取中继卫星后，调整飞行器姿态，实现飞行器上的测控天线对准选取的中继卫星；实现飞行器与中继卫星的双向通讯；

所述步骤一中，地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁的建立方法为：原点o₁为地球地心；x₁轴正向指向格林尼治子午线；z₁轴正向垂直于地球赤道面指向北极；y₁轴正向由右手定则确定；

所述步骤一中，所述飞行器在地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁下的地心矢径r_ed＝[X_ed、Y_ed、Z_ed]；其中，

式中，X_ed为r_ed沿x₁轴的分量；

Y_ed为r_ed沿y₁轴的分量；

Z_ed为r_ed沿z₁轴的分量；

a为地球半长轴；

e为地球第一偏心率；

所述步骤二中，半地心角δ的计算方法为：

式中，R_e为地球轨道平均半径；

H_sat为中继卫星高度；

所述步骤三中，各中继卫星在地球固连坐标系o₁x₁y₁z₁的地心矢径r_esi＝[X_esi,Y_esi,Z_esi]，参照公式(1)至公式(3)计算；其中，X_esi为r_esi沿x₁轴的分量；Y_esi为r_esi沿y₁轴的分量；Z_esi为r_esi沿z₁轴的分量；

所述步骤四中，选取飞行器对应的中继卫星的方法为：

S1：依次计算飞行器与n个中继卫星的对应地心矢径夹角a_esi；

S2：当地心矢径夹角a_esi小于半地心角δ时，选取该中继卫星。

2.根据权利要求1所述的轨道返回再入式飞行器对星通信姿态控制方法，其特征在于：所述步骤四的S1中，地心矢径夹角a_esi的计算方法为：