自稳定地球同步轨道设计方法及装置

本申请涉及航天器轨道设计，特别涉及一种自稳定地球同步轨道设计方法及装置。

背景技术：

1、随着航空航天技术的不断发展，利用大型航天器收集太空太阳能，将太阳能转化为电能后，以微波形式输送至地面，对于未来的能源升级与开采有着重要意义。

2、然而，相关技术中，因大型航天器的质量极大，导致采用传统的geo(geosynchronous equatorialorbit)轨道保持方法所对应产生的燃料消耗代价极高，增大了航天器的维护成本，使航天器经济性不足，实用性与可靠性下降，亟待解决。

技术实现思路

1、本申请提供一种自稳定地球同步轨道设计方法及装置，以解决相关技术中因大型航天器的质量极大，导致采用传统轨道保持方法所对应产生的燃料消耗代价极高，增大了航天器的维护成本，使航天器经济性不足，实用性与可靠性下降等问题。

2、本申请第一方面实施例提供一种自稳定地球同步轨道设计方法，包括以下步骤：根据航天器轨道参数定义设计自稳定倾角矢量参数，并设计自稳定偏心率矢量参数，设计自稳定半长轴和真近点角；根据所述自稳定轨道参数生成一组串行编队的地球同步轨道航天器轨道参数，并将所述轨道参数转换为瞬时轨道参数。

3、具体地，在本申请的一个实施例中，所述自稳定倾角矢量参数包括轨道倾角和轨道升交点赤经。

4、具体地，在本申请的一个实施例中，所述自稳定偏心率矢量参数包括轨道偏心率和轨道近地点幅角，其中，所述轨道偏心率的公式为：

5、e＝k1·cr·s/m，

6、其中，e为轨道偏心率，k1为常数，cr为航天器平均反射系数，s为航天器承受太阳光压的平均面积，m为航天器质量；并且，所述轨道近地点幅角的公式为：

7、ω＝nsδt，

8、其中，ω为轨道近地点幅角，ns为地球绕太阳运动平均角速度，δt为相对时间。

9、本申请第二方面实施例提供一种自稳定地球同步轨道设计装置，包括：第一设计模块，用于根据航天器轨道参数定义设计自稳定倾角矢量参数，并设计自稳定偏心率矢量参数，设计自稳定半长轴和真近点角；第二设计模块，根据所述自稳定轨道参数生成一组串行编队的地球同步轨道航天器轨道参数，并将所述轨道参数转换为瞬时轨道参数。

10、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的自稳定地球同步轨道设计方法。

11、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的自稳定地球同步轨道设计方法。

12、本申请实施例可以通过设计航天器轨道的自稳定倾角矢量参数，自稳定偏心率矢量参数，自稳定轨道半长轴及平经度参数，获取一组自稳定的地球同步轨道参数，使航天器工作在该轨道时无需位保即可稳定在指定范围，从而在大幅降低航天器燃耗代价的同时保障航天器工作环境的安全性，进而减少了航天器的维护成本，更加可靠。由此，解决了相关技术中因大型航天器的质量极大，导致采用传统轨道保持方法所对应产生的燃料消耗代价极高，增大了航天器的维护成本，使航天器经济性不足，实用性与可靠性下降等问题。

13、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种自稳定地球同步轨道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求足1所述的方法，其特征在于，所述自稳定倾角矢量参数包括轨道倾角和轨道升交点赤经。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自稳定偏心率矢量参数包括轨道偏心率和轨道近地点幅角，其中，所述轨道偏心率的公式为：

4.一种自稳定地球同步轨道设计装置，其特征在于，包括：

5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-3任一项所述的自稳定地球同步轨道设计方法。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-3任一项所述的自稳定地球同步轨道设计方法。

技术总结
本申请涉及航天器轨道设计技术领域，特别涉及一种自稳定地球同步轨道设计方法及装置，其中，方法包括：根据航天器轨道参数定义设计自稳定倾角矢量参数，并设计自稳定偏心率矢量参数，设计自稳定半长轴和真近点角，根据自稳定轨道参数生成一组串行编队的地球同步轨道航天器轨道参数，并将轨道参数转换为瞬时轨道参数。本申请实施例可以通过设计航天器轨道的自稳定倾角矢量参数，自稳定偏心率矢量参数，自稳定轨道半长轴及平经度参数，获取一组自稳定的地球同步轨道参数，使航天器工作在该轨道时无需位保即可稳定在指定范围，从而在大幅降低航天器燃耗代价的同时保障航天器工作环境的安全性，进而减少了航天器的维护成本，更加可靠。

技术研发人员：宝音贺西
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13