[发明专利]一种卫星轨道高度微调时的智能脉宽修正方法

说明书

本发明公开了一种卫星轨道高度微调时的智能脉宽修正方法，包括：步骤S1、根据陀螺信息计算轨道高度微调推力器点喷前后的星体角速度变化；步骤S2、根据最近两次轨道高度微调结果，衡量脉宽修正的效果，更新脉宽调节系数；步骤S3、根据所述步骤S1计算的星体角速度变化和所述步骤S2计算的脉宽调节系数，计算脉宽修正量，确定下一次轨道高度微调推力器点喷的指令脉宽，并返回至所述步骤S1。本发明能够更好地应对在轨不确定性和误差，实时调整推力器点喷脉宽使推力器力矩尽可能抵消，提高了轨道高度微调时星体的指向精度和姿态稳定度。

技术领域

本发明涉及卫星姿态与轨道控制技术，尤其是在飞轮姿态控制下使用推力器点喷微调卫星轨道高度时的指令脉宽在轨智能修正方法。

背景技术

为满足高光谱对地观测卫星有效载荷的连续观测需求和对轨道高度的严格要求，现有卫星轨道高度微调技术在飞轮姿态控制的基础上使用推力器点喷实现对轨道高度的微调，过程中使用飞轮控制卫星姿态，保证了姿态的平稳。实施轨道高度微调时，按照卫星推力器的安装布局，选择一组对称的喷嘴并给定指令脉宽，理想情况下两个喷嘴产生的控制力矩可以互相抵消。

然而，喷嘴在轨产生的控制力矩会受到多种误差因素的影响，包括卫星质心偏差、喷嘴安装误差、喷嘴执行误差等，而且其中很多因素是地面无法预知的，这给地面给定指令脉宽带来了困难。如果指令脉宽无法使控制力矩互相抵消，将产生可观的干扰力矩，引起卫星姿态角与角速度的波动，给有效载荷的正常工作带来不利影响。

在现有的卫星轨道高度微调技术中，推力器点喷指令脉宽是地面给定且不可调节的，这种缺少反馈的开环控制模式使轨道高度微调期间的推力器干扰无法进一步减小。陀螺是卫星姿轨控分系统不可或缺的部分，每个控制周期将星体角速度信息反馈给星载计算机，这给引入闭环控制在轨智能修正推力器点喷指令脉宽提供了条件。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种卫星轨道高度微调时的智能脉宽修正方法，以最大限度地保证轨道高度微调时星体的指向精度和姿态稳定度。

为了解决以上问题，本发明通过下技术方案实现：

一种卫星轨道高度微调时的智能脉宽修正方法，包括：

步骤S1、根据陀螺信息计算轨道高度微调推力器点喷前后的星体角速度变化。

步骤S2、根据最近两次轨道高度微调结果，衡量脉宽修正的效果，更新脉宽调节系数。

步骤S3、根据所述步骤S1计算的星体角速度变化和所述步骤S2计算的脉宽调节系数，计算脉宽修正量，确定下一次轨道高度微调推力器点喷的指令脉宽，并返回至所述步骤S1。

可选地，所述步骤S1包括：分别采集推力器点喷前一拍和点喷完成后第一拍的角速度，计算推力器点喷前后的星体角速度变化。

记推力器点喷前一拍的角速度为ω_t0，点喷完成后第一拍的角速度为ω_t1，则点喷前后的星体角速度变化为

Δω＝ω_t1-ω_t0。

可选地，所述步骤S2包括：根据脉宽修正前后的角速度变化计算参考脉宽调节系数，通过融合的方式确定下一次点喷的脉宽调节系数。

可选地，所述步骤S2进一步包括：由于上一循环步骤S3中最小调节脉宽修正量的作用，若|ΔW_last|＜W_lim，则本次不修正脉宽调节系数；否则，计算参考脉宽调节系数α_r为

将参考脉宽调节系数α_r与已有的脉宽调节系数α融合，得到新的脉宽调节系数α；