[发明专利]基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法

权利要求书

1.一种基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，包括：

皮纳卫星的天线与互联网星座进行通信，获取多个互联网星座卫星的当前位置坐标，以及多个皮纳卫星与互联网星座卫星的相对距离测量值；

皮纳卫星的综合电子学系统根据多个所述互联网星座卫星的当前位置坐标，以及多个所述皮纳卫星与互联网星座卫星的相对距离测量值进行方程联立，得到该皮纳卫星的当前位置坐标以及当前姿态俯仰角、偏航角、翻滚角。

2.如权利要求1所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，所述综合电子学系统具有星务计算机、存储器、测控应答机、GNSS接收机、电源控制板、以及数传发射编码调制板中的一个或者多个。

3.如权利要求1所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，皮纳卫星还包括：

载荷舱，被配置为容置单机载荷；

平台舱，被配置为容置所述综合电子学系统及为所述综合电子学系统提供电力的能源系统；

姿轨控舱，被配置为容置推力器及推进剂储箱，为所述皮纳卫星提供变轨和定姿动力；

太阳电池片，被配置为为所述能源系统充电。

4.如权利要求1所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，所述天线包括：

第一收发天线，被布置在所述平台舱顶面的第一位置；

第二收发天线，被布置在所述平台舱顶面的第二位置；

第三收发天线，被布置在所述平台舱顶面的第三位置；

其中，所述第一位置与所述第二位置的连线垂直所述第一位置与所述第三位置的连线。

5.如权利要求4所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，所述互联网星座为大规模卫星星座，包括10颗～10万颗互联网星座卫星，使得任意时刻在皮纳卫星的接收机范围内互联网星座卫星的数量至少为4个，所述互联网星座卫星能够实时确定自身位置坐标，以及与所述皮纳卫星进行通信发送当前位置坐标。

6.如权利要求5所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，

通过所述天线与所述互联网星座通信获取互联网星座卫星的当前位置坐标P_k(x_k,y_k,z_k),k＝1,2,3，4；

所述皮纳卫星与所述互联网星座卫星的相对距离测量值为ρ_k,k＝1,2,3,4；

所述皮纳卫星的当前位置坐标为P(X,Y,Z)；

所述皮纳卫星与所述互联网星座卫星的时钟差为△t；

代入定位方程(1)计算

对公式(1)分别取k＝1,2,3,4联立求解，得到所述皮纳卫星的当前位置坐标P(X,Y,Z)。

7.如权利要求6所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，

综合电子学系统根据所述皮纳卫星的当前位置坐标，结合所述互联网星座卫星的当前位置坐标，得到多个皮纳卫星指向互联网星座卫星的矢量，并进行方程联立，得到该皮纳卫星的卫星基线向量并确定其姿态。

8.如权利要求7所述的基于互联网星座的皮纳卫星通信、导航、定姿方法，其特征在于，

根据所述天线的参数配置得到载波的波长为λ；

根据所述皮纳卫星的当前位置坐标，定义所述皮纳卫星指向互联网星座卫星的矢量为：

其中k＝1,2,3,4；

整周模糊度差值为△N_1,2、△N_1,3；

根据所述天线的配置参数获得各个天线的相位值分别为则天线之间两两相位差值为：

为第一位置与所述第二位置的连线上的基线向量，为第一位置与所述第三位置的连线的基线向量；

代入定姿方程(3)计算：

对公式(3)分别取k＝1,2,3,4联立求解，得到卫星基线向量及

卫星轨道坐标系到卫星本体坐标系的转换矩阵为：

根据上述转换矩阵将卫星基线向量从卫星轨道坐标系转换为卫星本体坐标系：

m₁,m₂,m₃,n₁,n₂,n₃均为实数；

则所述皮纳卫星的俯仰角为偏航角为翻滚角为