[发明专利]一种日地系统Halo轨道探测器的构型及其姿态指向

摘要

本发明公开了一种日地系统Halo轨道探测器的构型及其姿态指向，属于航天器设计领域，将数传天线固定安装于探测器本体的+xb面，数传天线轴沿xb轴方向，太阳帆板固定安装于探测器的±yb面，且其轴线垂直于探测器本体的±yb面，其法线与-xb轴夹角为θ，θ为太阳帆板安装角，θ由Halo平均轨道信息计算得到。在探测器运行期间，探测器本体的xb轴保持对地定向；太阳帆板法线指向太阳，选定θ后，太阳帆板的太阳入射角变化在一定范围之内，且在一个轨道周期内平均为90°。本发明的优点为：依靠1个固定的数传天线和一对固定的太阳帆板，实现数传天线对地长期定向，太阳帆板对日长期定向，可通过数传码速率较低的数传天线实现，且探测器活动部件少，大大提高了探测器的可控性与可靠性，降低了控制难度。

主权项

一种日地系统Halo轨道探测器的构型及其姿态指向，航天器设计领域其特征在于：探测器的数传天线固定安装在探测器本体的+xb面，数传天线的轴线垂直于探测器本体的+xb面，且方向指向探测器本体的+xb方向；探测器的太阳帆板固定安装在探测器本体的±yb面，太阳帆板的轴线平行于探测器本体的±yb轴，法线与‑xb轴夹角为θ，θ为太阳帆板的安装角；所述探测器本体的+xb轴保持对地定向，同时探测器中太阳帆板的法线指向太阳；上述探测器轨道坐标系为FO(xo yo zo)，其中，探测器的质心为原点OO，xo轴指向地球，yo垂直于太阳、探测器与地球构成的平面，指向与探测器的速度矢量方向为呈锐角的方向，zo满足笛卡尔右手法则；定义探测器的本体坐标系FB(xb yb zb)，其相对于探测器的轨道坐标系采用3‑1‑2的旋转顺序得到，+xb，+yb，+zb分别表示xb，yb，zb轴的正方向，‑xb，‑yb，‑zb分别表示xb，yb，zb轴的负方向，且+xb，+yb，+zb面分别表示法线指向+xb，+yb，+zb方向的面，‑xb，‑yb，‑zb面分别表示法线指向‑xb，‑yb，‑zb方向的面；所述θ＝(α+β)，α和β分别为Halo轨道周期内轨道角变量α1和β1的平均值，α1为探测器和太阳的连线与太阳和地球连线的夹角，β1为探测器与地球连线和地球与太阳连线的夹角。