基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法与流程

文档序号:24499213发布日期:2021-03-30 21:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤一、获取废弃卫星的历史姿态章动规律曲线,并提取章动特性参数,包括最大章动角θmax、最小章动角θmin和章动周期t;

步骤二、根据废弃卫星的历史数据,获得网捕载荷发射时刻为tint,捕获目标时刻为tinf;计算网捕载荷自发射时刻至捕获目标的时间宽度tnet=tinf-tint;

步骤三、设置网捕载荷不选择窗口直接发射的适应章动角阈值θnet;

步骤四、根据步骤一中废弃卫星的历史姿态章动规律曲线;令单周期内章动角θ=θnet,将章动角变化率小于零的时刻记为tθj,将章动角变化率大于零的时刻记为tθs;并将tθs记为单章动周期的结束时刻;则计算得到单周期内章动角满足θ≤θnet的时间宽度tθ=tθs-tθj;

步骤五、根据章动周期t、网捕载荷自发射时刻至捕获目标的时间宽度tnet和单周期内章动角满足θ≤θnet的时间宽度tθ,确定网捕载荷发射窗口的时间宽度δt、发射时刻tint和发射时章动角θ的满足条件。

2.根据权利要求1所述的基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法,其特征在于:所述步骤一中,通过三维重建与运动特性识别方法获取废弃卫星的历史姿态章动规律曲线;由卫星姿态动量学知道,章动角是周期性变化的,存在最大章动角和最小章动角。

3.根据权利要求2所述的基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法,其特征在于:所述步骤三中,网捕载荷不选择窗口直接发射的适应章动角阈值θnet的满足条件为:

θmin≤θnet≤θmax

且sin(θnet+θε)≤2×λ×v×ts÷l

式中,λ为取值安全系数,λ为0.4-0.6;

l为在轨废弃卫星包络尺寸;l小于等于40m;

v为网捕载荷接触废弃卫星时飞行速度,v大于等于6m/s;

ts为网捕载荷完成收拢网口的时间,ts小于等于1.5s;

θε为章动角识别误差,小于等于3°。

4.根据权利要求3所述的基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法,其特征在于:所述步骤五中,确定网捕载荷发射窗口的时间宽度δt、发射时刻tint和发射时章动角θ的满足条件的具体方法为:

s1、当tnet≤tθ时,即每个章动周期内有1次发射窗口,则发射窗口的时间宽度δt=tθ-tnet;发射时刻tint满足条件tθj≤tint≤tθj+tθ-tnet;发射时章动角θ满足条件θ(tθj+tθ-tnet)≤θ≤θnet;其中,θ(tθj+tθ-tnet)表示tθj+tθ-tnet时刻的废弃卫星的章动角;

s2、当tθ<tnet<0.5×(tθ+t)时,发射窗口时间宽度δt=t-tnet,发射时刻tint满足条件0≤tint≤tθs-tnet;发射时章动角θ及章动角变化率满足条件

s3、当0.5×(tθ+t)≤tnet≤t时,发射窗口时间宽度δt=t-tnet,发射时刻tint满足条件0≤tint≤tθs-tnet;发射时章动角θ及章动角变化率满足条件

s4、当tnet>t时,每fix(tnet÷t)+1对周期取整,每个章动周期内有1次发射窗口;其中,fix(tnet÷t)表示对tnet÷t取整,记δtnet=tnet-fix(tnet÷t)×t;则当δtnet≤tθ时,转化为s1中的的情况,继续判断;当tθ<δtnet<0.5×(tθ+t)时转化为s2中的情况,继续判断;当0.5×(tθ+t)≤δtnet≤t时,转化为s3的情况,继续判断。


技术总结
本发明涉及基于废弃卫星姿态章动特性的网捕载荷发射窗口选择方法,属于卫星网捕废弃卫星技术领域;步骤一、提取最大章动角θmax、最小章动角θmin和章动周期T;步骤二、获得网捕载荷发射时刻为tint,捕获目标时刻为tinf;计算时间宽度Tnet=tinf‑tint;步骤三、设置网捕载荷不选择窗口直接发射的适应章动角阈值θnet;步骤四、计算得到单周期内章动角满足θ≤θnet的时间宽度Tθ=tθs‑tθj;步骤五、确定网捕载荷发射窗口的时间宽度ΔT、发射时刻tint和发射时章动角θ的满足条件;本发明根据废弃卫星姿态章动规律、网捕载荷章动角适应能力、网捕载荷自发射时刻至捕获的时间宽度,提供了一种发射窗口选择方法,实现了对大姿态章动废弃卫星的可靠捕获。

技术研发人员:张庆展;靳永强;郝晓龙;谭明朗;江晟;肖余之;朱虹;范庆玲
受保护的技术使用者:上海宇航系统工程研究所
技术研发日:2020.12.15
技术公布日:2021.03.30
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