[发明专利]卫星编队控制的推力器标定方法

权利要求书

1.卫星编队控制的推力器标定方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，根据双星轨道平根数计算控前控后的理论构型参数；理论构型参数包括x-y平面内投影椭圆的短半轴p；z方向运动的振幅s；相对偏心率矢量的相位角θ；相对倾角矢量的相位角ψ；航迹方向距离l；

控前控后的理论构型参数可根据双星的轨道六根数计算得到，其中，轨道六根数是指轨道半长轴a，偏心率e，倾角i，升交点赤经Ω，近地点幅角ω，平近点角M；构型参数通过下面公式计算得到：

Δu＝ω₂+M₂-(ω₁+M₁)；

Δe_x和Δe_y为相对偏心率矢量的两个分量，Δi_x和Δi_y为相对倾角矢量的两个分量；e₁是主星的偏心率，e₂是辅星的偏心率；ω₁是主星的近地点幅角，ω₂是辅星的近地点幅角；Ω₁是主星的升交点赤经，Ω₂是辅星的升交点赤经；i₁是主星的倾角，i₂是辅星的倾角，M₁是主星的平近点角，M₂是主星的平近点角；

步骤2，根据编队构型参数控前控后的变化量以及控制策略选择对应的标定方法，根据推力器标定方法的解算推力器标定系数；

如果需要调整构型参数l，则主要通过改变半长轴来实现；考虑到切向控制一般会改变偏心率和半长轴，当半长轴与偏心率的改变量满足：

(Δa/a₂)²(Δe)²

式中，Δa为辅星半长轴的控制量，Δe为辅星偏心率矢量的改变量的模值，即这种情况下主要控制量为半长轴，采用相对半长轴标定方法；

考虑到轨道根数瞬平转换的误差，控前双星的平半长轴差是通过轨道外推一段时间Δt₀，根据航迹方向距离漂移量Δl₀来反演得到的，即利用下面公式计算控前双星平半长轴差的理论值；

其中，Δl₀为轨控前Δt₀时间内由于双星半长轴差引起的航迹方向距离漂移量，可通过轨道外推得到，n为编队主星的轨道平均角速度，可通过主星的定轨数据得到，双星平半长轴控后的理论值也是通过这种方法得到；

控后双星半长轴差的实际值需要根据遥测的航迹向距离l的变化量反演得到，即

其中，Δl′_f为轨控后Δt_f时间内由于双星半长轴差引起的航迹方向距离漂移量，进一步计算相对半长轴控制的标定系数η_f；

其中，η₀为上次控后的标定系数；Δa₀和Δa_f和分别为双星半长轴差控前控后的理论值；Δa′₀和Δa′_f分别为双星半长轴差控前控后的实际值；

如果需要调整构型参数为p和θ，则主要通过改变偏心率来实现，此时半长轴与偏心率的改变量满足：

(Δa/a₂)²(Δe)²

即主要控制量为偏心率矢量，这种情况下采用相对偏心率矢量标定方法；

相对偏心率矢量模δe的控前理论值和控后理论值可通过双星的轨道根数计算得到，控后实际值可通过如下公式计算得到

其中，p′_f为控后编队构型在平面内投影椭圆的短半轴，相对偏心率矢量控制的标定系数κ_f；

其中，κ₀为上次控后的标定系数；δe₀和δe_f分别为相对偏心率矢量模值控前和控后的理论值；δe′₀和δe′_f分别为相对偏心率矢量模值控前和控后的实际值；θ₀和θ_f分别为相对偏心率矢量初始相位控前和控后的理论值；θ′₀和θ′_f分别为相对偏心率矢量初始相位控前和控后的实际值；

如果编队控制是面外控制，则控制量只会改变倾角和升交点赤经，此时5个构型参数中只有轨道平面外运动的振幅s和相对倾角矢量的相位角ψ会发生变化，这种情况下采用相对倾角矢量标定方法；

面外控制的标定系数k_f；

其中，k₀为上次控后的标定系数；s₀和s_f分别为相对运动面外幅值控前和控后的理论值；s′₀和s′_f分别为相对运动面外幅值控前和控后的实际值；ψ₀和ψ_f分别为相对倾角矢量初始相位控前和控后的理论值；ψ′₀和ψ′_f分别为相对倾角矢量初始相位控前和控后的实际值。