[发明专利]星载二维驱动天线运动指标计算方法

摘要

本发明涉及到星载二维驱动天线运动指标计算方法，其先需建立天线驱动运动模型、卫星轨道动力学、姿态信息模型，再建立天线与地面或中继星等目标的联系关系，建立几何意义上的互动关系，进行数学仿真计算，获取卫星上二维驱动天线的运动指标。本发明解决了星载二维驱动天线运动指标的论证工程实际问题，能有效地给出二维驱动天线与整星运动指标，解决相应的指标接口问题，并能够判断二维驱动天线的控制方式合理性。通过循环迭代分析，能够指导卫星选用二维驱动天线的控制类型。

主权项

1.一种星载二维驱动天线运动指标计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：建立卫星轨道动力学模型和姿态信息模型；步骤B：建立天线二维驱动的控制模型；步骤C：仿真计算星载二维天线的运动指标；具体为，根据卫星轨道动力学模型、姿态信息模型，仿真输出目标在二维天线中的可见时间，并将目标相对卫星本体坐标系的方向矢量转换到二维驱动天线的天线坐标系下，同时根据天线二维驱动的控制模型，获取天线实际的目标控制角度，从而获取天线的控制角速度、角加速度和干扰力矩；所述步骤C包括如下步骤：步骤S103：计算不同时间下地面站或中继星在二维驱动天线坐标系的矢量方向，并判断矢量方向是否在二维驱动天线的物理转动范围内，同时判断地球对二维驱动天线矢量方向是否有遮挡，若无遮挡，则判断在当前时间下天线与目标可见；步骤S104：计算获取天线与目标在可见性下的跟踪角度：输出目标在二维天线中的可见时间，并将目标相对卫星本体坐标系的方向矢量转换到天线坐标系下，同时根据天线二维驱动的控制模型，获取天线实际的目标控制角度，从而获取天线的控制角速度；步骤S105：计算获取天线与目标在可见性下的跟踪角速度；目标在二维天线中的可见时间内，计算不同时间下的跟踪角速度：其中，表示天线光轴在X轴的跟踪角速度，X_j表示天线光轴在X轴当前时间拍的角度，X_j‑1表示天线光轴在X轴当前时间的前一秒角度；表示天线光轴在Y轴的跟踪角速度，Y_j表示天线光轴在Y轴当前时间拍的角度，Y_j‑1表示天线光轴在Y轴当前时间的前一秒角度；步骤S106：计算获取天线与目标在可见性下的跟踪角加速度目标在二维天线中的可见时间内，计算不同时间下的跟踪角加速度：其中，表示天线光轴在X轴的跟踪角加速度，表示天线光轴在X轴当前时间拍的角速度，表示天线光轴在X轴当前时间的前一秒角速度；表示天线光轴在Y轴的跟踪角加速度，表示天线光轴在Y轴当前时间拍的角速度，表示天线光轴在Y轴当前时间的前一秒角速度；步骤S107：计算获取天线与目标在可见性下的干扰力矩：目标在二维天线中的可见时间内，计算不同时间下的干扰力矩：其中，M为总干扰力矩；Mx为作用于二维天线根部的X轴干扰力矩，My为作用于二维天线根部的Y轴干扰力矩，My为作用于二维天线根部的Z轴干扰力矩，J为二维驱动天线质量特性参数；Jxx表示二维天线的X主惯量；Jxy表示二维天线的XY向惯量积；Jxz表示二维天线的XZ向惯量积；Jyx表示二维天线的YX向惯量积；Jyy表示二维天线的Y主惯量；Jyz表示二维天线的YZ向惯量积；Jzx表示二维天线的ZX向惯量积；Jzy表示二维天线的ZY向惯量积；Jzz表示二维天线的Z主惯量。