[发明专利]一种利用太阳敏感器的全姿态序列对日定向方法

摘要

本发明涉及一种利用太阳敏感器的全姿态序列对日定向方法，包括以下步骤：星上系统重启后，若卫星的角速度非零，则进速率阻尼模式，若有太敏数据输出，则直接采用力矩执行策略完成对日定向，否则，在星体角速度为0时，若太敏未能输出太阳方位角数据，依次开启星体转动惯量最小轴、次小轴和最大轴所对应的飞轮，旋转过程中星体姿态由角速度积分获得，使星体绕该轴旋转一周，直至有太敏信号输出，太敏有信号后，计算太阳矢量在本体的投影，采用力矩执行策略完成对日该太敏的对日定向。本发明适用于阻尼结束后对日定向模式，在仅有卫星‑Z面太阳敏感器有数据输出，星上系统故障重启后全姿态捕获太阳并对日定向等工况。

主权项

1.一种利用太阳敏感器的全姿态序列对日定向方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、星上系统重启后，仅有太阳敏感器可用来测得卫星的惯性姿态信息，利用陀螺测得卫星的星体角速度信息，若卫星的角速度非零，则进速率阻尼模式，在速率阻尼过程中，若有太敏数据输出，则直接跳转至步骤S6，否则，将卫星的角速度阻尼调至0，转入步骤S2；/nS2、在星体角速度为0时，仅有单一太阳敏感器可以输出的条件下，若太敏未能输出太阳方位角数据，开启星体转动惯量最小轴对应飞轮，旋转过程中星体姿态由角速度积分获得，使星体绕该轴旋转一周，直至有太敏信号输出，太敏有信号后，执行步骤S6，若无太敏信号输出，则执行步骤S3；/nS3、绕星体转动惯量最小轴一周，且同时完成速率阻尼后，无太敏输出，开启星体转动惯量次小轴对应飞轮，旋转过程中星体姿态由角速度积分获得，使星体绕星本体转动惯量次小轴旋转一周，直至有太敏信号输出，太敏有信号后，执行步骤S6，若无太敏信号输出，则执行步骤S4；/nS4、绕星体转动惯量次小轴一周，且同时完成速率阻尼后，无太敏输出，开启星体转动惯量最大轴对应飞轮，旋转过程中星体姿态由角速度积分获得，使星体绕星体转动惯量最大轴旋转一周，直至有太敏信号输出，太敏有信号后，执行步骤S6，若无太敏信号输出，则执行步骤S5；/nS5、设定期望角速度为三轴等速低速自旋，依靠星体动力学耦合特性，直至有太敏信号输出，太敏有信号后，执行步骤S6；/nS6、太敏有输出信号后，计算太阳矢量在本体的投影，采用如下力矩执行策略完成对日定向：/n /n其中，S_B为太阳矢量在卫星本体坐标系的投影，由太阳敏感器测定得到，S_C为期望的太阳矢量在卫星本体的方向，以太阳矢量捕获为例S_C＝[0 0 1]^T，为星体的惯性角速度在本体系的投影，由陀螺测得，K_R，K_P，K_M均为正数，该参数与星体自身的转动惯量参数有关，T_c1、T_c2、T_c3表示控制力矩的三个组成部分，θ_sun表示太阳敏感器输出的太阳角。/n