[发明专利]一种可应用于运行于太阳同步晨昏轨道的全向天线通信卫星姿态控制系统及其方法

摘要

本申请涉及一种卫星姿态控制系统，其由一三轴磁强计和一三轴磁力矩器组成。本申请还涉及一种磁测磁控卫星姿态的方法，其包括以下步骤：利用磁强计测量得到的磁场强度及其变化率估计卫星惯性角速度；将所述卫星惯性角速度估计值作为输入，利用安装在滚动和偏航方向的磁力矩器控制卫星绕俯仰轴自旋，得到俯仰轴方向上的磁场强度变化率；和将所述俯仰轴方向上的磁场强度变化率作为输入，利用安装在俯仰方向的磁力矩器阻尼非自旋轴角速度。

主权项

1.一种磁测磁控卫星姿态的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用磁强计测量得到的磁场强度及其变化率估计卫星惯性角速度；(2)将所述卫星惯性角速度估计值作为输入，利用安装在滚动和偏航方向的磁力矩器控制卫星绕俯仰轴自旋；(3)将所述俯仰轴方向上的磁场强度变化率作为输入，利用安装在俯仰方向的磁力矩器阻尼非自旋轴角速度；其中所述卫星惯性角速度估计值的计算公式如下：其中，ω_bi为卫星本体系相对惯性系的角速度矢量；ω_bix，ω_biy，ω_biz分别是ω_bi在卫星本体系下X_b，Y_b，Z_b方向的分量；B_b为卫星本体系下的磁场强度矢量，B_x，B_y，B_z分别是B_b在卫星本体系下X_b，Y_b，Z_b方向的分量；分别是B_x，B_y，B_z的变化率；α为磁场强度B_b在卫星本体系X_bOZ_b平面的投影与Z_b轴的夹角；为α的变化率，上标T表示转置；其中所述通过磁力矩器控制卫星绕俯仰轴自旋的计算公式如下：T_cy＝k*(ω_bic‑ω_biy)其中，ω_bic为期望自旋角速度，T_cy为卫星俯仰轴期望控制力矩；M_cx为安装在滚动方向的磁力矩器产生的期望磁矩；M_cz为安装在偏航方向的磁力矩器产生的期望磁矩，*表示乘法，上标²表示求平方，k为角速度增益系数，且k＞0；以及其中所述非自旋角速度的计算公式如下：其中，M_cy为安装在卫星俯仰方向的磁力矩器产生的期望磁矩，sign(·)表示求变量的符号，当(·)为正时，sign(·)＝1，当(·)为负时，sign(·)＝‑1。