[发明专利]一种卫星入轨初期放气扰动的评估系统与评估方法

权利要求书

1.一种卫星入轨初期放气扰动的评估方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)在卫星入轨初期，对疑似发生星体放气扰动的现象的卫星，通过卫星遥测获取姿态扰动期间执行机构的遥测数据变化量；

步骤(1)中，对于采用喷气推力器进行姿态控制的卫星：对各喷气推力器在姿态扰动期间的喷气累计时间变化情况进行统计，获取各喷气推力器在姿态扰动期间的喷气工作时长[Δt₁ Δt₂ … Δt_n]；n为卫星配置的姿态控制推力器个数；

(2)通过步骤(1)中获得的执行机构的遥测数据变化量，计算得到姿态扰动期间作用到卫星本体坐标系三轴上的扰动力矩；

步骤(2)中，当采用喷气推力器控制卫星姿态时，姿态扰动期间作用到卫星本体坐标系三轴上的扰动力矩为：

式中m_ix，m_iy，m_iz分别为第i个姿控推力器在卫星本体坐标系的X、Y、Z轴上的理论力矩分量，ΔT为姿态扰动时长，i＝1,2,3,...,n；

(3)基于卫星构型布局设计和可能的放气位点的机械参数，建立卫星放气力学模型，得到放气扰动过程中，卫星各轴扰动力与扰动力矩的关系；

(4)在计算得到扰动力后，根据卫星飞行时间T、扰动力作用时长ΔT、扰动力F的大小及姿态扰动现象，得到姿态扰动现象为卫星放气扰动的判据条件；

(5)通过步骤(4)的判据条件，对卫星入轨初期的姿态扰动现象进行判断，如满足步骤(4)中的判据条件，则判定姿态扰动现象为卫星星体放气引起的扰动；在确定姿态扰动现象为放气扰动后，根据卫星姿态控制方式采取对应的处置措施。

2.根据权利要求1所述的一种卫星入轨初期放气扰动的评估方法，其特征在于，步骤(1)中，对于采用反作用轮进行姿态控制的卫星：对各反作用轮在姿态扰动期间的转速变化情况进行统计，获取各反作用轮在姿态扰动期间的转速变化量[Δw₁ Δw₂ … Δw_m]；m为卫星配置的反作用轮个数。

3.根据权利要求2所述的一种卫星入轨初期放气扰动的评估方法，其特征在于，卫星本体坐标系OXYZ的定义为：坐标原点O位于卫星质心；OX轴由坐标原点指向卫星的任一特征轴方向，与卫星机械坐标系X轴平行；OZ轴由坐标原点指向卫星的另一特征轴方向，与OX轴垂直，与卫星机械坐标系Z轴平行；OY轴与OX、OZ轴构成右手系。

4.根据权利要求3所述的一种卫星入轨初期放气扰动的评估方法，其特征在于，步骤(2)中，采用反作用轮控制卫星姿态时，姿态扰动期间作用到卫星本体坐标系三轴上的扰动力矩为：

式中为反作用轮标称角动量，为反作用轮标称转速，C_w为反作用轮系的安装矩阵；

反作用轮系的安装矩阵C_w定义为：

X^h_m，Y^h_m，Z^h_m分别表示第m个反作用轮的角动量矢量h_m与卫星本体坐标系X、Y、Z轴之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的一种卫星入轨初期放气扰动的评估方法，其特征在于，步骤(3)中，卫星放气力学模型如下：

放气对卫星产生反作用力与扰动力矩的关系通过下式进行计算：

放气对卫星产生的反作用力为：

P为卫星表面任意可能的放气位点，P在卫星本体坐标系下的坐标为[P_x P_y P_z]；星体放气对卫星产生的反作用力为F，F在卫星本体坐标系三轴上的分量为[F_x F_y F_z]。