[发明专利]一种基于地心矢量信息的卫星姿态异常恢复控制方法

摘要

为避免星体姿态异常且陀螺测量饱和而难以实现由异常姿态恢复到正常对地运行状态的问题，以及降低系统在轨运行可靠性对陀螺的依赖程度，基于红外地球敏感器的地心矢量测量，本发明提出了一种欠姿态测量下的卫星速率阻尼及转对地稳定运行的控制方法。该方法利用角动量偏置技术手段及测量地心矢量在星体系方位及其变化信息，设计了兼顾星体速率阻尼与星体粗对地定向的控制律，为无陀螺角速度测量下的卫星转入长期稳定偏置角动量控制提供了条件。

主权项

1.一种基于地心矢量信息的卫星姿态异常恢复控制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)通过动量轮在卫星本体坐标系的Y轴建立偏置角动量；(2)等待动量轮偏置启动正常且红外地球敏感器输出数据有效后，由红外地球敏感器的测量信息得到当前地心单位向量在卫星本体坐标系下的表示为E_b,k＝[E_bx,k E_by,k E_bz,k]^T，并计算此时的天平角天平角矢量和卫星角速度其中：其中地心单位向量历史值Eb,k‑1为前次红外地球敏感器有效时得到的值，N为红外地球敏感器测量当前有效值与前一有效历史值的间隔周期，Δt为红外地球敏感器的姿态测量周期；(3)进行速率阻尼及对地指向控制，具体实施控制律为：其中为大于零的常数，为天平角的偏置量，τ_CC为由控制律计算得到的提供给执行机构的力矩控制量；(4)判定以及是否同时满足，如果满足则转入偏置角动量对地稳定控制，否则返回步骤(3)；其中，和ω_VLim分别为天平角偏差幅值阈值和卫星角速度幅值阈值。