[发明专利]一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法有效

专利信息
申请号: 201910774225.5 申请日: 2019-08-21
公开(公告)号: CN110510153B 公开(公告)日: 2021-03-02
发明(设计)人: 李文皓;冯冠华;张珩 申请(专利权)人: 中国科学院力学研究所
主分类号: B64G1/24 分类号: B64G1/24;B64G1/66
代理公司: 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 代理人: 胡剑辉
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 地磁 蓄能 轨道 空间 碎片 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法,其特征在于,通过航天器抓取空间碎片进行地磁蓄能,所述地磁蓄能包括如下步骤:

步骤100、依据所述航天器的轨道飞行倾角,确定蓄能方向;

步骤200、测量所述航天器当前的飞行姿态,并调整所述航天器的飞行姿态,将固连在航天器上的正交线圈的磁矩产生方向、磁矩累积的转动矩方向与航天器的飞行姿态关联,并保持关联后的飞行姿态;

步骤300、生成强磁矩为矢量;

所述步骤300包括:

当绕轨道面Y轴进行蓄能累积时,所述磁矩生成的策略如下式:

当绕轨道面Z轴进行蓄能累积时,磁矩生成的策略下式:

其中,Cmd_mx、Cmd_my、Cmd_mz表示在地磁坐标系下,各方向的期望调节的磁矩大小分量,|m|表示可产生的总磁矩大小,为航天器在轨飞行中,当前时刻航天器星下点对应的地理纬度,u表示航天器当前飞行的升交点角距;

步骤400、持续加速旋转被抓取碎片端并检测其积累的角动量值,以及所述航天器的所述被抓取碎片端的相对线速度ΔV,计算当前组合体飞行速度V与相对线速度ΔV的差值V-ΔV是否满足离轨要求;

步骤500、当差值V-ΔV满足离轨要求时,则选取所述被抓取碎片端旋转后所述相对线速度ΔV的方向与组合体飞行速度V的方向平行,且在方向相反的时刻,释放被抓取的碎片;如果不满足,则执行步骤300。

2.根据权利要求1所述的一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法,其特征在于,所述步骤100包括:

当航天器的轨道飞行倾角大于设定角度时,绕轨道面y轴进行蓄能累积;

当轨道飞行倾角小于设定角度时,绕轨道面z轴进行蓄能累积。

3.根据权利要求2所述的一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法,其特征在于,所述设定角度为49.14°。

4.根据权利要求1所述的一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法,其特征在于,所述飞行姿态的参数包括航天器的高度h、轨道倾角、航天器星下点的地理经度和纬度、航天器当前位置在地磁坐标系下的地磁场的分量

5.根据权利要求1所述的一种地磁蓄能低轨道空间碎片离轨控制方法,其特征在于,当绕轨道面Y轴进行蓄能累积时,所述磁矩生成的策略还可以如下式:

其中,Cmd_mx、Cmd_my、Cmd_mz表示在地磁坐标系下,各方向的期望调节的磁矩大小分量,|m|表示可产生的总磁矩大小,为航天器在轨飞行中,当前时刻航天器星下点对应的地理纬度,u表示航天器当前飞行的升交点角距,分别为航天器当前位置在地磁坐标系下的地磁场的分量。

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