[发明专利]卫星控制设备和方法

说明书

一种人造卫星包括卫星结构、包括机载控制器的机载控制系统以及存储器系统。存储器系统物理地耦合至卫星结构并且相对于机载控制器能够被独立地供电。存储器系统还被布置成与机载控制器可通信地耦合、并且存储规定了用于配置卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据。机载控制系统适于响应于卫星与有效载荷分配器分离而在传送阶段中操作，并且适于当在传送阶段中操作时至少部分地基于数据、并且特别是由数据规定或从数据得出的一个或更多个特定于发射的参数来自主地控制至少一个卫星部件的一个或更多个方面。

技术领域

本发明涉及用于帮助进行对人造卫星的一个或更多个方面的自主控制的方法和设备。

背景技术

自主卫星操作和半自主卫星操作通常需要实时或近实时地提供控制数据并且唯一地使用机载(onboard)航空电子资源来计算控制数据。典型的控制程序包括RF发送/接收调度、数据分配、标称和非标称两种情况下的姿态和轨道控制、故障检测以及隔离和恢复。

由于任务本身的性质，有时需要自主卫星操作。例如，给定任务可能需要在“断电”状态下发射卫星。在这种状态下，电力(如果施加的话)仅受限于卫星的某些部件例如卫星的基本总线电子器件。例如，电力可能受限于加热器以及电力控制和分配单元(PCDU)、以及在发射期间用于执行卫星生存活动(例如，主动热控制)的其他可能的基本部件。相比之下，卫星的姿态和/或轨道控制系统(AOCS)通常在“发射阶段”期间不通电或者关断。

发射阶段通常是在承载卫星的发射工具的发射期间但是在卫星与发射工具的有效载荷分配器分离(例如，在自由空间中释放)之前的卫星的操作阶段。与有效载荷分配器的分离通常会触发“传送阶段”，在此期间，卫星将从发射阶段过渡至“部署阶段”和/或“任务阶段”。

传送阶段自主程序可以通过卫星与发射分配器分离而触发。例如，卫星与发射工具的有效载荷分配器的分离可能使卫星的一个或更多个机械和/或电气开关改变状态以检测所述分离。在分离检测之后，一个或更多个机载控制器启动并进行进一步的自主操作。

例如，在分离检测之后，卫星的AOCS可以在传送阶段期间经由基于软件的控制指令执行自主操作。在此阶段期间，AOCS降低初始发射工具分离自旋速率，获取具有正电力平衡的姿态(太阳获取)，并且可以执行一系列轨道操纵以到达目标轨道。

对于定向于地球的任务，用于自主程序的典型机载资源包括由诸如GPS或格洛纳斯(Glonass)的现有系统提供的GNSS(全球导航卫星系统)服务和遥控命令数据。然而，当发起以关断状态发射的卫星时，这样的资源不可用，并且因此不发射或接收RF频谱信号(例如，在传送阶段的至少一部分期间)。在传送阶段之后，部署阶段和任务阶段可以接收并处理遥控命令(例如，基于地面的信号)、充分利用航空电子设备(例如，粗太阳传感器、陀螺仪、磁力矩器)以及访问基于GNSS的数据以进行各种卫星操作，而传送阶段至少在最初不能利用这样的资源。

发明内容

本发明的目的是卫星从发射工具脱离到任务状态的过渡期间执行自主操作。

如本文所使用的“卫星控制系统”和“机载控制系统”是指物理地布置在卫星上和/或布置在卫星内的控制系统，并且所述术语可互换地使用。类似地，“卫星”和“人造卫星”两者是指人工制造(或可能是外星人制造)的人造卫星，并且所述术语也可以互换地使用。

根据本发明的第一方面，一种人造卫星包括卫星结构、用于控制多个卫星部件的机载控制系统以及存储器系统。存储器系统物理地耦合至卫星结构并且相对于机载控制系统能够被独立地供电，并且由此甚至当机载控制系统处于关断或其他非通信状态(例如，空闲状态)下时也可被操作成至少接收和存储信息。存储器系统被布置成与机载控制系统可通信地耦合、并且存储规定了用于配置该多个卫星部件中的至少一个卫星部件的一个或更多个特定于发射的参数的数据。