[发明专利]一种基于地磁场测量参数的改进的纯磁控自旋对日定向方法

权利要求书

1.一种纯磁控自旋对日定向方法，包括：

根据地磁矢量和太阳矢量确定星体角速度；

根据计算得到的星体角速度，判断是否需要进行星体速率阻尼；

如果不需要进行星体速率阻尼，则根据太阳矢量S_b与星体指定面法向矢量V_S，确定太阳角ε，并确定期望控制力矩中第一项：

根据地磁矢量测量结果，确定期望控制力矩第二项：

T₂＝k₂·(B_b^-×B_b)；

期望控制力矩第三项按下式确定：

T₃＝k₃·(ω_bi-ω_desired)；

期望控制力矩T_desired为：

其中V_s为指定的星体面法向矢量，S_b为测得的太阳矢量，ε为太阳角，ω_bi为惯性系下的角速度矢量，由定姿单机所确定的姿态信息差分而得，ω_desired为期望的角速度矢量，k₁、k₂和k₃分别为对应于三个力矩项的系数，B_b表示当前拍的地磁场强度，B_b^-表示前一拍的地磁场强度，

根据期望控制力矩反算磁力矩器对应的期望输出磁矩：

其中，m为期望输出磁矩。

2.如权利要求1所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，如果需要进行星体速率阻尼，则确定地磁矢量变化率为：

其中，表示当前拍的地磁场矢量变化率，B_b表示当前拍的地磁场强度，B_b^-表示前一拍的地磁场强度，Δt表示姿态控制周期；

确定磁力矩器期望的输出磁矩：

其中m_x，m_y，m_z分别为磁矩矢量m的三个分量，分别对应三个磁力矩器的期望输出；m_max为磁力矩器的最大输出磁矩，系数0.5表示磁力矩器工作的占空比。

3.如权利要求2所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，当前拍的地磁场强度和前一拍的地磁场强度通过磁强计进行测量来获取。

4.如权利要求1所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，判断是否需要进行星体速率阻尼包括判断星体角速度的范数是否大于阈值。

5.如权利要求1所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，

如果星体角速度的范数是大于阈值，则需要进行星体速率阻尼，否则不需要进行星体速率阻尼。

6.如权利要求1所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，根据地磁矢量和太阳矢量确定星体角速度包括：

根据双矢量定姿方案确定星体姿态矩阵；

根据姿态矩阵确定星体三轴姿态四元数q＝[q₁，q₂，q₃，q₄]^T；以及

根据前后两拍姿态信息确定星体角速度。

7.如权利要求6所述的纯磁控自旋对日定向方法，其特征在于，所述星体角速度为：

其中，q^k+1，q^k为相邻两次输出的四元数，Δt表示姿态控制周期。

8.如权利要求1所述的纯磁控自旋对日定向方法，还包括：

根据所确定的磁力矩器的期望输出磁矩，驱动磁力矩器工作。