技术特征：
1.遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一，根据动中成像起止时刻与姿态需求、数传弧段起止时刻、载荷开机与关机耗时、数传开机与关机耗时、数传天线最大转动角速度，判断是否执行动中成像边记边放任务，如果不执行，方法结束，否则，执行动中成像边记边放任务，转入步骤二；步骤二，将动中成像边记边放任务划分为五个不同的阶段，即成像前保持阶段、成像前预置阶段、动中成像阶段、成像后预置阶段，以及成像后保持阶段，并为每个阶段设置不同的姿态轨迹；步骤三，计算动中成像边记边放任务的指令启动时刻，并规划卫星从指令启动时刻到动中成像边记边放任务开始时刻的姿态轨迹；步骤四，对步骤二、三得到的阶段，设计姿态控制、数传、载荷三个分系统的动作时序；其中姿态控制分系统用于完成卫星本体姿态指向控制，数传分系统用于将卫星载荷数据下传到地面接收站，载荷是卫星执行在轨任务的具体单元；步骤五，将步骤四得到的各分系统动作时序以指令的形式上注给卫星，实现动中成像边记边放任务。2.根据权利要求1所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：当满足情况一或者情况二时，不执行成像边记边放任务，其中，情况一、动中成像时段与数传弧段间隔大于间隔阈值；情况二、动中成像所需的姿态角速度大于阈值。3.根据权利要求2所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：情况一进一步包括：1)当动中成像在前，数传在后时，如果数传弧段起始时刻与动中成像终止时刻的时间间隔大于载荷关机耗时与数传开机耗时之和，不执行成像边记边放任务；2)当数传在前，动中成像在后时，如果动中成像起始时刻与数传弧段终止时刻的时间间隔大于数传关机耗时与载荷开机耗时之和，不执行成像边记边放任务；情况二进一步包括：如果动中成像期间卫星姿态机动角速度大于数传天线最大转动角速度的0.5倍，则数传天线存在无法跟踪地面站的风险，不执行成像边记边放任务。4.根据权利要求1或2或3所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：进一步的，成像前保持阶段，用于将卫星保持在固定的前预置姿态角；成像前预置阶段，用于将卫星将从前预置姿态角开始逐渐机动，并在成像开始时刻达到卫星动中成像所需的姿态角、角速度以及角加速度；动中成像阶段，用于使卫星执行成像姿态；成像后预置阶段，用于使卫星从成像结束时刻的姿态开始运动并达到后预置姿态角；成像后保持阶段，用于将卫星保持固定在后预置姿态角不变；其中，成像前预置、成像后预置阶段，卫星采用多项式姿态轨迹，动中成像阶段卫星姿态轨迹与动中成像姿态轨迹需求一致。5.根据权利要求4所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：边记边放任务开始时刻t
mission_start
的计算方法为：获取边记边放任务中的数传弧段起
始时刻t
trans_start
；获取边记边放任务中动中成像起始时刻t
img_start
，并计算t
img_start
前移预置时长t
pre
后的时刻t
img_start-t
pre
；从时刻t
trans_start
和时刻t
img_start-t
pre
中选取较早时刻作为边记边放任务开始时刻；任务结束时刻t
mission_end
的计算方法为：获取边记边放任务中的数传弧段终止时刻t
trans_end
；获取边记边放任务中动中成像终止时刻t
img_end
，并计算t
img_end
后移预置时长t
pre
后的时刻t
img_end
+t
pre
；从时刻t
trans_end
和时刻t
img_end
+t
pre
中选取较晚时刻作为边记边放任务终止时刻。6.根据权利要求5所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：成像前保持阶段对应的时刻为[t
mission_start
，t
img_start-t
pre
]，在此阶段，卫星将保持在固定的前预置姿态角，姿态角速度和角加速度均为0，其中前预置姿态角设置为：上式中，θ
pre
为前预置姿态角，θ0、ω0、a0分别为成像开始时刻t
img_start
卫星姿态角、角速度矢量、角加速度矢量。成像前预置阶段对应的时刻为(t
img_start-t
pre
，t
img_start
]，在此阶段，卫星将从前预置姿态θ
pre
开始逐渐机动，并在成像开始时刻t
img_start
达到卫星动中成像所需的姿态角θ0、角速度ω0、角加速度a0；动中成像阶段对应的时刻为(t
img_start
，t
img_end
]，在此阶段，卫星跟踪卫星动中成像所需的姿态轨迹；成像后预置阶段对应的时刻为(t
img_end
，t
img_end
+t
pre
]，在此阶段，卫星从成像结束时刻的姿态开始运动，并在时刻t
img_end
+t
pre
达到后预置姿态角，且卫星角速度、角加速度均达到0，其中后预置姿态角设置为：上式中，θ
aft
为后预置姿态角，θ
n
、ω
n
、a
n
分别为成像结束时刻t
img_end
卫星姿态角、角速度矢量、角加速度矢量；成像后保持阶段对应的时刻为(t
img_end
+t
pre
，t
mission_end
]，在此阶段，卫星将保持固定的后预置姿态角θ
aft
不变，姿态角速度和角加速度均为0。7.根据权利要求6所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：进一步的，步骤三中指令启动时刻t
com
的计算方法为：从数传开机耗时t
trans_on
、卫星从任意两个可能的姿态切换所需的最大耗时t
man
、以及载荷开机耗时t
pl_on
中选取最大值t
max
；边记边放任务开始时刻t
mission_start
前移t
max
即得到指令启动时刻t
com
；进一步的，对于步骤三中得到的阶段，卫星从指令启动时刻t
com
的姿态角、角速度、角加速度开始运动，并在任务开始时刻t
mission_start
达到前预置姿态θ
pre
，同时角速度、角加速度达到0，采用五阶多项式曲线表示该阶段的姿态轨迹。8.根据权利要求7所述的遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，其特征在于：步骤四，详细的动作时序安排如下：
·
在指令启动时刻，数传分系统、载荷分系统开机，数传天线开始对地面站进行跟踪；
·
在指令启动时刻，姿态控制分系统开始进行按照步骤二、步骤三的姿态轨迹进行运动；
·
在成像开始时刻，载荷分系统开始成像；
·
在成像结束时刻，载荷分系统结束成像，转入待机状态；
·
在数传开始时刻，数传分系统开始向地面下传数据；
·
在数传结束时刻，数传分系统结束向地面下传数据，同时数传天线不再对地面站跟踪；
·
在任务结束时刻，数传分系统关机，载荷分系统关机，姿态控制分系统转入后续运行状态。
技术总结
本发明提出了一种遥感卫星动中成像边记边放任务操控方法，首先检查动中成像边记边放任务的必要性与可行性，然后采用分段规划的方法，对动中成像边记边放过程的姿态轨迹进行设计，以保证任务期间不发生大角速度姿态变化，在此基础上操控载荷分系统、姿态控制分系统以及数传分系统共同完成动中成像边记边放任务。本发明通过分配任务时段，利用多项式控制方法，实现了对卫星姿态的控制，即保证了卫星对准目标成像区域，又保证了数传天线对准地面站，实现了数传链路的稳定性。实现了数传链路的稳定性。实现了数传链路的稳定性。
技术研发人员：于海锋 刘书豪 李梁 张润宁 刘杰 程晓 刘磊 匡辉 高贺利 安亮
受保护的技术使用者：中国空间技术研究院
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/3/7