[发明专利]遥感卫星星上旋转载荷动态精度分析及误差分配方法

说明书

遥感卫星星上旋转载荷动态精度分析及误差分配方法，它属于航天器姿态精度建模领域。本发明解决了现有方法对磁悬浮轴承连接下的遥感卫星星上旋转载荷动态精度建模分析评估的准确率低以及无法进行误差分配的问题。根据遥感卫星系统的工作模式和结构组成，分析干扰来源，明确星上旋转载荷精度误差环节及误差组成，建立星上旋转载荷精度误差传递链；再根据相应理论公式，建立适用于多误差环节传递的星上旋转载荷动态精度模型，以对磁悬浮轴承连接下的遥感卫星星上旋转载荷动态精度进行准确分析评估，实现根据旋转载荷对地经纬度精度需求设计分配各误差环节误差上限的任务需求。

技术领域

本发明属于航天器姿态精度建模领域，具体涉及一种遥感卫星星上旋转载荷动态精度分析及误差分配方法。

背景技术

随着空间任务需求的不断增长，星上旋转载荷的指向精度及姿态稳定度的需求越来越高。结合遥感卫星工作模式和结构特点，在考虑多源干扰影响下，星上旋转载荷指向精度及姿态稳定度受多误差环节累积作用，如：轨道控制环节误差、姿态控制环节误差、载荷自旋环节误差等。

建立一种适合于多误差环节传递的星上旋转载荷动态精度模型对旋转载荷当前姿态精度进行有效准确评估是开展先进控制方法研究工作的前期基础，能够根据旋转载荷姿态精度与对地经纬度的换算结果为控制系统设计提供各环节的误差分配和验证，能为评价、比较控制系统性能提供衡量指标，具有很高的学术价值和工程意义。此外，磁悬浮轴承是一种利用电磁力实现转子漂浮的非接触型轴承，具有高转速、低功耗、无磨损、无需润滑以及中高频振动抑制特性，相比于传统机械轴承，将磁悬浮轴承应用至遥感卫星作为星上旋转载荷连接部件具有广泛的应用前景。

但由于磁悬浮轴承的低刚度特性导致星上旋转载荷的连接精度变差，在多源干扰作用下，星上旋转载荷相对于遥感卫星平台产生了章动进动现象，增添了误差环节，导致利用现有方法对磁悬浮轴承连接下的遥感卫星星上旋转载荷动态精度建模分析评估的准确率低以及无法进行误差分配，因此，对磁悬浮轴承连接下的遥感卫星星上旋转载荷动态精度建模方法的研究提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是为解决现有方法对磁悬浮轴承连接下的遥感卫星星上旋转载荷动态精度建模分析评估的准确率低以及无法进行误差分配的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：遥感卫星星上旋转载荷动态精度分析及误差分配方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、确定遥感卫星系统的结构和工作模式，定义地心赤道坐标系oxyz、轨道坐标系o_ox_oy_oz_o、旋转载荷卫星系统质心坐标系o_sx_sy_sz_s、卫星平台本体坐标系o_bx_by_bz_b和旋转载荷本体坐标系o_px_py_pz_p；

步骤二、确定遥感卫星系统包含的各误差环节，各误差环节构成精度误差传递链，各误差环节共同作用、累积传递至星上旋转载荷；

步骤三、分别计算实际星上旋转载荷指向和期望星上旋转载荷指向在期望的轨道坐标系o_o1x_o1y_o1z_o1下的投影z_c和z_d，以z_d和z_c的夹角ΔΦ为指标，来估计星上旋转载荷的指向精度；