[发明专利]一种保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法

权利要求书

1.一种保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据月面采样航天器着陆后定位结果及任务需求，确定指向目标地面测控站；

步骤2，根据月面无人自动采样任务预选着陆点的月面位置和着陆姿态偏差范围，确定天线双轴运动包络范围：方位轴为(α_min，α_max)，俯仰轴为(β_min，β_max)；

步骤3，根据天线双轴运动包络范围，采用“栅格划分”确定出几组用于实施“粗指向”的天线目标转角数据，生成“角度预选数据库”；

步骤4，确认航天器着陆后，根据实际着陆时间、着陆初步定位以及姿态确定结果检索“角度预选数据库”，确定天线对目标测站粗指向预设置方位角和俯仰角；

步骤5，根据月面采样时序设计，确定天线对目标测站指向时机；

步骤6，根据目标测站相对运动轨迹、航天器精确着陆定位结果以及着陆姿态确定结果，计算天线“精调整”角度；根据目标测站相对运动轨迹和天线机构控制策略，确定在月面采样封装工作过程中，天线任意调整时机对应的天线指向的调整角度；

步骤7，地面通过月面采样过程的数据传输结果，确认是否实施天线指向角度调整，若需要则重复执行步骤5-步骤7，直至无需调整指向，若无需调整指向，则天线停转保持当前状态。

2.如权利要求1所述的保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法，其特征在于，所述步骤2中，确定天线双轴运动包络范围的具体实现方法为：

步骤①，根据航天器飞行轨道，预报计算预选着陆点的范围；

步骤②，根据着陆区地形特性以及着陆姿态控制精度确定着陆姿态偏差范围；

③在综合考虑步骤①得到的着陆点散布和步骤②得到的着陆姿态偏差范围的情况下，结合数传天线的安装及指向分别确定天线俯仰轴和方位轴向的运动包络范围。

3.如权利要求1所述的保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法，其特征在于，所述步骤1中，确定指向目标地面测控站的具体方式为：

根据航天器着陆位置及月面采样过程中的数据传输时间要求，确定执行数传数据接收的地面测控站。

4.如权利要求1所述的保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法，其特征在于，所述步骤3中，生成“角度预选数据库”的具体实现方法为：

步骤31，分别根据方位轴的运动角度范围(α_min，α_max)以及俯仰轴的运动角度范围(β_min，β_max)，划出机构可以运动的矩形区域；

步骤32，根据“粗指向”的精度要求，利用方位轴运动步长α_step和俯仰轴运动步长β_step将矩形区域划分成M×N的栅格，其中

步骤33，根据步骤31和步骤32划分出的栅格区域，生成“角度预选数据库”。

5.如权利要求4所述的保证月面无人自动采样任务可靠数传的天线控制方法，其特征在于，所述步骤6中，天线任意调整时机对应的天线指向的调整角度确定方式为：确定为第i次精调整的执行时机，i＝1，2，3…N，N表示精调整的总数；将的目标指向调整为月面采样任务时间中段T_int时目标测站的所在的方位，天线在调整时机对应的天线指向的调整角度为：

其中，为天线在调整时机对应的天线指向的方位角调整角度，为天线在调整时机对应的天线指向的俯仰角调整角度，α₀为天线对目标测站粗指向预设置方位角，β₀为天线对目标测站粗指向预设置俯仰角；为方位轴当前角度，为俯仰轴当前角度。