[发明专利]一种卫星无拖拽技术在轨验证方法

说明书

本申请涉及卫星探测技术领域，具体而言，涉及一种卫星无拖拽技术在轨验证方法，通过在位移检测电路实际检测到的位移信号上施加正弦调制信号，来模拟非保守力对卫星造成的扰动，将调制后的合成位移信号送到惯性传感器伺服反馈系统，将实际检测到的位移信号送入微推力器控制系统，通过对比进行无拖曳控制前的位移信号和进行无拖曳控制后的位移信号，实现卫星无拖曳功能有效性的验证。本申请实现了卫星无拖曳功能有效性的验证，解决了卫星无拖曳功能由于外界扰动过小而难以验证的问题，并且整个验证过程通过已有无拖曳控制系统即可完成，避免了给卫星带来额外资源消耗。

技术领域

本申请涉及卫星探测技术领域，具体而言，涉及一种卫星无拖拽技术在轨验证方法。

背景技术

由于大气阻尼、太阳光压、宇宙射线等外部空间环境带来的非保守力的作用，使得卫星平台存在一定的扰动，而在进行高精度对地观测、重力梯度测量或进行空间引力波探测时，需要保证卫星平台的残余扰动力尽可能小。

卫星采用无拖曳控制技术，利用推力器产生推力抵消非保守力对卫星造成的扰动，无拖曳控制技术的原理是，在卫星内部安装惯性传感器，惯性传感器内的检验质量由于不受外部空间环境的作用，可将其认为是一惯性参考基准，惯性传感器采用位移检测电路测量出卫星本体与检验质量之间的相对位移，将其输入送至卫星控制系统，卫星控制系统根据此相对位移控制微推力器产生推力，使得为卫星本体跟随检验质量一起沿测地线运动。

但是由于无拖曳需要消除的扰动力非常小，在不清楚扰动力模型的情况下，难以对卫星无拖曳功能的有效性进行验证。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种卫星无拖拽技术在轨验证方法，在位移检测电路实际检测到的位移信号上施加正弦调制信号，来模拟非保守力对卫星造成的扰动，通过对比进行无拖曳控制前的位移信号和进行无拖曳控制后的位移信号，实现卫星无拖曳功能有效性的验证。

为了实现上述目的，本申请提供了一种卫星无拖拽技术在轨验证方法，包括如下步骤：步骤1：关闭微推力器，通过位移检测电路检测得到检验质量与卫星本体的相对位移信号S；步骤2：在相对位移S上施加一个系统测量带宽内的低频正弦调制信号δ，得到合成位移信号Sδ；步骤3：将合成位移信号Sδ传输到惯性传感器伺服反馈系统；步骤4：惯性传感器伺服反馈系统会产生反馈力，此时再次检测，得到检验质量与卫星本体的相对位移信号S1；步骤5：开启微推力器，将步骤1中得到的检验质量与卫星本体的相对位移信号S传输至卫星控制系统中；步骤6：卫星控制系统根据相对位移信号S控制微推力器产生推力，此时再次检测，得到检验质量与卫星本体的相对位移信号S2；步骤7：对比相对位移信号S1和相对位移信号S2，获得卫星无拖拽技术验证结果。

进一步的，步骤4中的相对位移信号S1为卫星不进行无拖拽技术产生的位移信号。

进一步的，相对位移信号S1的幅度远大于本底噪声，周期与调制信号δ相同。

进一步的，步骤6中相对位移信号S2为卫星进行无拖拽技术产生的位移信号。

进一步的，步骤7中，若卫星无拖拽技术功能正常，则相对位移信号S2的幅度与本底噪声信号相近；若卫星无拖拽技术功能不正常，则相对位移信号S2的幅度与本底噪声信号不相近。

本发明提供的一种卫星无拖拽技术在轨验证方法，具有以下有益效果：

本申请在位移检测电路实际检测到的位移信号上施加正弦调制信号，来模拟非保守力对卫星造成的扰动，通过对比进行无拖曳控制前的位移信号和进行无拖曳控制后的位移信号，实现了卫星无拖曳功能有效性的验证，解决了卫星无拖曳功能由于外界扰动过小而难以验证的问题，并且整个验证过程通过已有无拖曳控制系统即可完成，避免了给卫星带来额外资源消耗。

附图说明