[发明专利]基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法及系统

权利要求书

1.一种基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法，其特征在于，包括：

姿态奇异约束分析步骤：以选定的空间中双矢量r₁(t)与r₂(t)作为姿态基准，根据设定的双矢量确定三轴姿态准则χ，分析航天器三轴姿态随时间t的变化规律

确定是否会发生姿态正负180°翻转的姿态奇异现象；

姿态基准确定误差约束分析步骤：根据双矢量确定三轴姿态准则χ，分析双矢量的确定误差，分析误差放大倍数与双矢量夹角的关系，确定姿态基准确定误差对双矢量夹角的约束Γ₁；

姿态机动能力约束分析步骤：确定角动量对双矢量夹角的约束Γ₂₀，确定力矩对双矢量夹角的约束Γ₂₁，将约束Γ₂₀和约束Γ₂₁合成姿态机动能力对双矢量夹角的约束Γ₂；

双矢量夹角限制范围设置步骤：根据姿态奇异约束、姿态基准确定误差对双矢量夹角的约束Γ₁和姿态机动能力对双矢量夹角的约束Γ₂，设置双矢量夹角限制范围Γ。

2.根据权利要求1所述的基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法，其特征在于，所述姿态基准确定误差约束分析步骤中，在确定姿态基准确定误差对双矢量夹角的约束Γ₁时，同时考虑天线、相机在内的航天器载荷指向误差要求。

3.根据权利要求1所述的基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法，其特征在于，所述姿态机动能力约束分析步骤包括：

利用刚体动量矩定理，估算航天器跟踪上双矢量确定的三轴期望姿态所需要的角动量H(t)，根据航天器姿态机动执行机构配置是否满足角动量要求，确定角动量对双矢量夹角的约束Γ₂₀；

根据刚体动量矩定理，估算航天器跟踪上双矢量确定的三轴期望姿态所需要的力矩M(t)，根据航天器姿态机动执行机构配置是否满足力矩要求，确定力矩对双矢量夹角的约束Γ₂₁；

将约束Γ₂₀和约束Γ₂₁合成姿态机动能力对双矢量夹角的约束Γ₂。

4.根据权利要求1所述的基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法，其特征在于，所述双矢量包括地心矢量和太阳矢量。

5.根据权利要求4所述的基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定方法，其特征在于，所述双矢量确定三轴姿态准则χ包括：X轴根据Y、Z轴由右手定则确定，当地心矢量和太阳矢量平行时，偏航姿态发生180°翻转的现象。

6.一种基于约束分析的双矢量夹角限制范围确定系统，其特征在于，包括：

姿态奇异约束分析模块：以选定的空间中双矢量r₁(t)与r₂(t)作为姿态基准，根据设定的双矢量确定三轴姿态准则χ，分析航天器三轴姿态随时间t的变化规律确定是否会发生姿态正负180°翻转的姿态奇异现象；

姿态基准确定误差约束分析模块：根据双矢量确定三轴姿态准则χ，分析双矢量的确定误差，分析误差放大倍数与双矢量夹角的关系，确定姿态基准确定误差对双矢量夹角的约束Γ₁；

姿态机动能力约束分析模块：确定角动量对双矢量夹角的约束Γ₂₀，确定力矩对双矢量夹角的约束Γ₂₁，将约束Γ₂₀和约束Γ₂₁合成姿态机动能力对双矢量夹角的约束Γ₂；

双矢量夹角限制范围设置模块：根据姿态奇异约束、姿态基准确定误差对双矢量夹角的约束Γ₁和姿态机动能力对双矢量夹角的约束Γ₂，设置双矢量夹角限制范围Γ。