[发明专利]一种同轨道面内自然伴飞条件下的卫星观测轨道设计方法

摘要

本发明公开了一种同轨道面内自然伴飞条件下的卫星观测轨道设计方法，其包括：设计观测星的初始轨道，使其与目标星满足自然伴飞条件；初始时刻，设定目标星相对于观测星的视线方向为观测方向，观测星的姿态在绕飞过程中保持空间惯性定向；选择观测相机的视场角；确定观测方向与目标星连线夹角的长周期发散模型；根据长周期发散模型，调整所述观测星的姿态。本发明的卫星观测轨道设计方法可降低对观测星在空间绕飞轨道姿轨耦合的机动要求，控制系统和执行机构简单，成本低。

主权项

1.一种同轨道面内自然伴飞条件下的卫星观测轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：设计观测星的初始轨道，使其与目标星满足自然伴飞条件；S12：初始时刻，设定所述目标星相对于所述观测星的视线方向为观测方向，所述观测星的姿态在绕飞过程中保持空间惯性定向；S13：通过两个航天器的相对运动关系，选择观测相机的视场角；S14：确定观测方向与所述目标星连线夹角的长周期发散模型；S15：根据所述长周期发散模型，调整所述观测星的姿态；所述步骤S14具体为：理想观测方向与观测星轨道的半长轴平行，将所述观测星轨道的近地点指向作为相机观测的期望方向，其为：其中：其中：Ω为初始升交赤经，i为轨道倾角，ω为初始升交点幅角，a0为观测星于初始轨道的轨道半长轴，e0为观测星于初始轨道的偏心率，J2表示地球引力场模型的第二阶带谐项，Re表示地球赤道半径，n表示平均轨道角速度，t表示时间；所述步骤S15的调整所述观测星的姿态进一步为：当观测方向与所述观测星半长轴的夹角小于等于预设值时，通过开环控制的方式调整所述观测星的姿态；所述步骤S15的调整所述观测星的姿态进一步为：当观测方向与所述观测星半长轴的夹角大于所述预设值时，通过闭环反馈的方式调整所述观测星的姿态。