[发明专利]小型高轨卫星的自主变轨方法

权利要求书

1.一种小型高轨卫星的自主变轨方法，其特征在于，包括：

在第一阶段，首先星箭分离后，确定分离轨道初始瞬间根数，同时变轨化学推力器和姿控化学推力器排气，并进行变轨化学推力器和姿控化学推力器的状态设置，且对电推力器进行排气设置、标定设置和状态设置；

关闭电推力器，打开变轨化学推力器，确定并上注第一阶段的变轨策略，判断星上是否具备变轨状态？

若是，则以近地点高度调整至8000Km以上并保证国内测控弧段不小于3小时为控制目标，按第一阶段的变轨策略开始变轨，否则返回至星箭分离步骤；

开始变轨后，判断卫星是否进入远地点点火弧段，若是则建立化学推力器变轨点火姿态，变轨化学推力器点火，出点火弧段后关闭变轨化学推力器，转为对地偏航姿态，否则回到上一步骤；

转为对地偏航姿态后，判断近地点高度是否调整至8000Km，若是则第一阶段变轨结束，关闭变轨化学推力器，否则返回至按变轨策略开始变轨的步骤。

2.如权利要求1所述的小型高轨卫星的自主变轨方法，其特征在于，通过三个阶段将小型地球静止轨道卫星从地球转移轨道转移至地球静止轨道，包括：

在第一阶段，变轨化学推力器点火，以快速提升轨道近地点高度至第一高度以上，且国内测控弧段不小于阈值测控弧段为控制目标执行变轨；

在第二阶段，电推力器以所述轨道近地点高度调整至第二高度的同时，轨道倾角调整至阈值倾角、轨道偏心率调整至阈值偏心率为控制目标执行变轨；

在第三阶段，姿控化学推力器点火，以进入目标轨位精度范围内为目标执行定点捕获；

所述第一高度为8000Km，所述第二高度为35786Km，所述阈值测控弧段为3小时，所述阈值倾角为0度，所述阈值偏心率为0度；

在所述第一阶段内还执行：

所述变轨化学推力器在120小时内将小型地球静止轨道卫星的轨道近地点高度提升至第一高度以上；

所述小型地球静止轨道卫星的轨道近地点高度提升至第一高度后，关闭所述变轨化学推力器。

3.如权利要求2所述的小型高轨卫星的自主变轨方法，其特征在于，在所述第二阶段内还执行：

在所述电推力器执行变轨前，执行第一次测定轨，以获得第二阶段初始轨道精轨根数、卫星总质量及质心，根据所述第一次测定轨的结果设置所述电推力器状态；

所述第二阶段的控制目标达成后，关闭所述电推力器；

当所述电推力器进入近地点前1.5小时时，所述电推力器自动关机，所述小型地球静止轨道卫星由所述电推力器点火时的变轨对日模式自动转换至对地保持模式；

当所述电推力器进入近地点后1.5小时时，所述小型地球静止轨道卫星由对地保持模式自动转换至所述电推力器点火时的变轨对日模式，所述电推力器自动开机点火变轨。

4.如权利要求3所述的小型高轨卫星的自主变轨方法，其特征在于，在所述第三阶段内还执行：

所述姿控化学推力器点火前，执行第二次测定轨，以获得第三阶段初始轨道精轨根数、卫星总质量及质心，根据所述第二次测定轨的结果设置所述姿控化学推力器状态；

进入目标轨位精度范围内之后，关闭所述姿控化学推力器且切断变轨化学推力器工质流以保证定点后推进系统安全。

5.如权利要求4所述的小型高轨卫星的自主变轨方法，其特征在于，在第二阶段，第一次测定轨获得第二阶段初始轨道精轨根数，测定卫星总质量及质心，设置电推力器状态；

接下来确定并上注电推力器点火变轨策略，判断星上是否具备变轨姿态，若是则以同时调整轨道高度和倾角为控制目标，按策略开始变轨，否则返回至第一次测定轨步骤；

开始变轨后，卫星姿态保持变轨对日模式，打开电推力器点火，接下来判断是否进入近地点关机状态，近地点关机状态为近地点前后约1.5小时内，若是则关闭电推力器，姿态转入对地惯性保持模式，否则返回至上一步骤；

姿态转入对地惯性保持模式后，判断轨道倾角、偏心率是否调整至约0度，若否则返回至开始变轨步骤；

若是则继续判断轨道近地点高度是否调整至35786Km，若轨道近地点高度调整至35786Km则第二阶段变轨结束，关闭电推力器，否则返回至开始变轨步骤。