[发明专利]星上前馈力矩补偿的多系统同步方法

说明书

本发明涉及卫星总体技术领域内的星上前馈力矩补偿的多系统同步方法，包括步骤一：以数管计算机时间T为标准时间基准，使用星上时间对姿轨控、扫描成像载荷、步进成像载荷的时间系统进行统一校时；步骤二：数管计算机统一接收并分发地面发送的工作指令；步骤三：姿轨控系统分别针对扫描成像载荷、步进成像载荷开始前馈力矩补偿操作，补偿过程中持续将前馈补偿与多台载荷指向、扫描和步进进行同步；步骤四：姿轨控系统按照约定的规律完成一条指令补偿操作后，姿轨控系统停止补偿，等待下一条指令。本发明够确保补偿力矩和载荷工作的同步性，保证卫星的高精度指标的实现。

技术领域

本发明涉及卫星总体技术领域，具体的，涉及一种采用前馈力矩补偿星上多系统同步的方法。

背景技术

随着高轨高精度对地成像卫星的不断发展，对卫星的时间分辨率和空间分辨率提出了越来越高的要求，与此相对应的是载荷的扫描的速度不断提高和扫描镜面积的不断增大。一方面，对卫星平台意味着载荷工作时对其产生的干扰力矩的不断增大，而受到目前星上控制能力的限制，卫星星上控制系统并不能对由这种干扰引起的卫星姿态变化进行有效控制，保证卫星工作时的姿态稳定度。另一方面，由于载荷扫描镜的往复工作，其工作时产生的干扰力矩为周期性扰动，若干扰频率与星上挠性部件频率产生耦合，则卫星会发生耦合振动，严重影响卫星姿态，造成载荷无法对地成像。

为了减小载荷干扰对卫星的影响，可以采用前馈力矩补偿技术，使用星上反作用飞轮在载荷工作时产生一个反向的控制力矩或控制角动量。在前馈补偿中，补偿力矩和载荷运动的同步性非常重要，如果补偿力矩与载荷运动不同步甚至相位完全错开，补偿不但起不到减小干扰的效果，甚至会反过来对卫星造成更大的影响。在实际工程中，由于星上载荷运动控制和反作用飞轮前馈控制往往不是由同一台星载计算机执行，受到不同计算机之间时钟稳定性、计算周期、计算精度、舍入误差等的影响，若不采取一定的同步方法，前馈补偿力矩会与载荷的实际运动逐步发生偏移，甚至会出现相位完全错开的情况，严重影响卫星工作。

使用前馈力矩补偿技术补偿星上载荷干扰力矩时，卫星装载有多台活动载荷，各台载荷有多种不同的工作模式，对应不同的运动规律，按照地面业务工作流程工作，其开始时间和扫描运动方式也各不相同。为了保证补偿的效果，需要姿轨控系统按照不同的规律和时间进行力矩补偿，且载荷扫描运动时间和姿轨控系统力矩补偿的时间尽量保持一致，载荷在扫描过程中切换运动规律的时间和前馈力矩切换规律的时间也需要保持一致。开始扫描时间、运动规律切换时间和补偿时间不一致都将影响补偿效果；最恶劣的情况，如果开始扫描时间、运动规律切换时间和补偿时间发生完全错位，则前馈力矩补偿不但不能消除载荷干扰力矩对卫星姿态的影响，其补偿力矩反而变成另外一个干扰源，再一次影响卫星的姿态。

经对现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN201810044850.X，发明名称为一种基于微小卫星的反作用轮组自适应力矩分配控制方法，该方法是在姿态检测系统将测定的微小卫星姿态传递给控制器后，控制器根据测定的姿态计算应施加的目标力矩，并以各反作用轮的速度作为反馈量，重新分配每个反作用轮待产生的力矩，各反作用轮执行各分配的力矩，完成微小卫星的姿态调控。该发明对独立工作的多系统间工作同步的要求，不能保补偿力矩和载荷工作的同步性，也不能确保卫星的高精度指标。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星上前馈力矩补偿的多系统同步方法。

根据本发明提供的一种星上前馈力矩补偿的多系统同步方法，包括以下步骤：

步骤一，校时时间系统：以数管计算机时间T为标准时间基准，使用星上时间对姿轨控、扫描成像载荷、步进成像载荷的时间系统进行统一校时；

步骤二，接收与发送工作指令；数管计算机统一接收并分发地面发送的工作指令；