[发明专利]一种面向全寿命卫星编队及轨道控制全流程仿真验证方法

说明书

本发明涉及一种面向全寿命卫星编队及轨道控制全流程仿真验证方法。通过仿真运行环境初始化，设置仿真的基本变量参数；根据仿真任务规划变量，将仿真任务划分为一系列子任务，对其依次序编号及仿真；其中，子任务为非推力器喷气控制任务时，采用大步长进行快速仿真；子任务是推力器喷气控制任务时，采用小步长进行高精度仿真；将仿真数据带上绝对时间标志顺序存入仿真任务数据总存储变量中，执行下一个子任务的仿真；直到子任务号大于规划的数值，全流程仿真总任务完成。本发明能够在满足编队控制仿真长期性与高精度性特点的前提下，完成全寿命期间卫星编队及轨道控制全流程性仿真工作，同时实现时间效率与仿真精度均衡优化。

技术领域

本发明涉及卫星高精度编队/轨道控制技术领域，具体涉及一种面向全寿命卫星编队及轨道控制全流程仿真验证方法。

背景技术

随着卫星编队控制技术工程化应用不断深入，高精度编队/轨道控制的仿真验证工作是编队控制方案设计正确性和有效性验证的必要手段。不同于以往传统单颗卫星轨道控制，编队控制仿真兼具长期性与高精度性的特点，即编队控制与有效载荷工作长期规划、整星携带燃料量耦合性强，因此编队控制仿真必须进行以年为单位长期仿真以满足有效载荷工作长期规划和全寿命整星携带燃料量精确预估的需求；同时编队控制相比单星绝对轨道控制精度要求高，因而仿真模型精度要求高。卫星编队控制仿真中空间环境摄动需要考虑地球非球形、大气阻力、太阳光压、三体引力等，编队控制仿真的长期性特点要求仿真步长不能太短，至少秒级步长，否则仿真的时间效率低下；编队控制采用多脉冲方式，喷气时长一般在数百毫秒到数十秒，编队控制仿真的高精度性要求仿真步长不能太大，至多数十毫秒，否则编队控制过程仿真将会失真，编队控制仿真的置信度不足。因而有必要设计一种面向全寿命期卫星编队/轨道控制全流程仿真验证方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种面向全寿命卫星编队及轨道控制全流程仿真验证方法，能够在满足编队控制仿真长期性与高精度性特点的前提下，完成全寿命期间卫星编队及轨道控制全流程性仿真工作，同时实现时间效率与仿真精度均衡优化。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种面向全寿命卫星编队及轨道控制全流程仿真验证方法，包含以下过程：

S1、仿真运行环境初始化，设置仿真的基本变量参数，包含：仿真任务数据总存储变量data和仿真任务规划变量T_plan；

S2、根据仿真任务规划变量T_plan，将仿真任务划分为一系列子任务，并依次序编号1,2,3....n；

S3、判断当前子任务号是否大于子任务序号的最大值n：

如果是，则结束仿真；

如果不是，则将当前子任务号对应的子任务作为当前子任务，执行步骤S4；

S4、判断当前子任务的类型：

如果当前子任务为非推力器喷气控制任务，执行步骤S5；

如果当前子任务为推力器喷气控制任务，执行步骤S6；

S5、当前子任务为非推力器喷气控制任务，采用大步长进行快速仿真；

将仿真数据存入仿真任务数据总存储变量data中，对子任务号加1后返回步骤S3；

S6、当前子任务为推力器喷气控制任务，采用小步长进行高精度仿真；

将仿真数据存入仿真任务数据总存储变量data中，对子任务号加1后返回步骤S3。

可选地，步骤S5或步骤S6中，将仿真数据带上绝对时间标志顺序存入仿真任务数据总存储变量data中。

可选地，快速仿真采用的大步长对应1s～10s；高精度仿真采用的小步长对应0.001s～0.1s。