[发明专利]一种利用卫星姿态测量信息进行卫星大惯量转动部件的转动惯量在轨估计方法

权利要求书

1.一种利用卫星姿态测量信息进行卫星大惯量转动部件的转动惯量在轨估计方法，其特征在于，包括：

获取卫星在处于姿态稳定状态时的三轴控制力矩；

获取卫星残余角动量产生的干扰力矩；

根据所述三轴控制力矩和所述干扰力矩，计算卫星补偿角动量与大惯量转动部件在轨真实角动量不一致导致的残余角动量；

根据所述残余角动量计算得出大惯量转动部件的在轨真实转动惯量；

所述三轴控制力矩通具体通过如下步骤获得：

获取卫星处于姿态稳定时的三轴欧拉角

计算出当前状态下卫星姿态控制用动量轮的三轴控制指令角动量R_cx0，R_cy0，R_cz0，表达式为：

R_cy0＝K_p2·θ₀+∫(K_i2·θ₀)dt

R_cz0＝K_p3·ψ₀+∫(K_i3·ψ₀-omg*hxx)dt

对卫星三轴控制角动量的表达式用时间t求导，计算出卫星此时的三轴控制力矩M₀＝[M_cx0；M_cy0；M_cz0]，表达式为：

其中，R_cx0，R_cy0，R_cz0分别为当前状态下卫星姿态控制用动量轮的滚动轴、俯仰轴、偏航轴对应的控制角动量，θ₀，ψ₀分别为当前状态下的卫星的滚动角、俯仰角和偏航角，K_p1和K_i1为卫星滚动轴控制参数，K_p2和K_i2为卫星俯仰轴控制参数，K_p3和K_i3为卫星偏航轴控制参数，omg为卫星轨道角速度，hxx，hzz分别为滚动轴、偏航轴在上一周期计算得到的控制角动量。

2.如权利要求1所述的在轨估计方法，其特征在于，所述获取卫星处于姿态稳定时的三轴欧拉角具体包括：

判断所述卫星是否处于姿态稳定状态，若是，根据卫星三轴姿态角遥测，得到一组稳态时的卫星三轴欧拉角。

3.如权利要求1所述的在轨估计方法，其特征在于，卫星补偿角动量h′_z与大惯量转动部件在轨真实角动量h_z不一致h_z≠h′_z，卫星存在残余角动量，使得由于卫星处于姿态稳定状态，则卫星残余角动量产生的干扰力矩M_s的表达式为：其中，h_b为卫星补偿大惯量转动部件用动量轮角动量，为卫星中心体的角速度列阵。

4.如权利要求3所述的在轨估计方法，其特征在于，由于卫星当前状态为稳态，卫星残余角动量产生的干扰力矩被卫星姿态控制用飞轮补偿，计算得到转动部件在轨真实角动量h_z，具体通过如下公式进行计算：

其中，M_s为卫星残余角动量产生的干扰力矩，为卫星中心体的角速度列阵，h_b为卫星补偿大惯量转动部件用动量轮角动量。

5.如权利要求1所述的在轨估计方法，其特征在于，计算得到大惯量转动部件的在轨真实转动惯量J₀，具体通过如下公式进行计算：

h_z＝J₀ω_z

其中，h_z为转动部件在轨真实角动量，ω_z为大惯量转动部件绕旋转轴转动的角速度。