一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法

2023-05-27 01:44:46 1

一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法
【專利摘要】一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法，根據衛星入軌的實際傾角i0、偏心率e0和設計的回歸特性N，計算上述i0和e0對應下滿足設計回歸特性要求的軌道高度Hf，依據控前星下點軌跡與過指定目標位置在赤道上的經度差λd、目標軌道的Hf、實際軌道的傾角i0和偏心率e0，計算衛星需要的相位調整量θf，計算臨界高度Hm，當給定某一軌道衰減率da時，能夠同時滿足衛星從Hm衰減到Hf，且衛星恰巧完成相位調整量θf。考慮到實際應用中大氣密度不穩定導致衰減率在內的波動，將衛星起漂高度設置於最高衰減率對應的臨界值，當衛星完成相位漂移時將高度恢復至Hf，最終實現目標軌道與星下點軌跡的同時捕獲。本發明使衛星仍然能夠獲得目標回歸特性，且地面軌跡同時鎖定在給定的控制範圍之內。
【專利說明】一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法。
【背景技術】
[0002]衛星入軌時與目標軌道往往存在偏差，對於高精度空間原位探測或有明確過特定地面位置需求的衛星而言，不但需要修正入軌的偏差以實現衛星在原有設計目標軌道上的運行，而且需要將星下點軌跡調整到過特定地面位置。
[0003]由於修正衛星入軌偏差僅針對其軌道最基本的形狀或方位取向，修正星下點軌跡針對衛星在該軌道上的具體位置，因此兩者捕獲的目標和優先級並不相同。一般而言，單獨捕獲星下點軌跡除消耗一定的等待時間外，其耗費的燃料可能比改變軌道形狀或者方位取向要少得多，由此導致在調整星下點軌跡之前應先處理量級更大的、不需等待時機的變軌機動，最後實現小量級機動變軌的、需要等待時機的地面軌跡調整。對於有具體星下點軌跡分布要求的衛星而言，軌道存在某一個回歸特性。理論上當給定入軌傾角、偏心率和回歸特性時，必定會對應存在某一個高度，使得在該入軌傾角和偏心率下，衛星運行在此高度時同樣能夠實現設計的回歸特性。從實際工程經驗來看，低軌衛星為進行軌道保持和簡化實施流程，軌控發動機的安裝方式一般能夠直接提供飛行方向的速度增量，即升軌動作更有利於實施，而依據運載現有的入軌傾角和偏心率偏差，能夠保證在不改變入軌的軌道形狀和方位取向時，通過高度的捕獲來最終獲取該軌道原有的回歸特性，且該高度相比原有設計值相差甚小。因此如果利用衛星固有的大氣衰減，則理論上存在一種特定高度，其相對回歸特性對應高度的偏差造成星下點軌跡往目標位置方向漂移，經過一段時間之後高度衰減到達目標值，同時星下點軌跡到達指定位置。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲的方法，使衛星仍然能夠獲得目標回歸特性，且地面軌跡同時鎖定在給定的控制範圍之內。
[0005]本發明的技術方案是:如圖1所示，本發明的一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法，根據衛星入軌的實際傾角Itl、偏心率％和設計的回歸特性N，計算上述Itl和％對應下滿足設計回歸特性要求的軌道高度Hf。依據控前星下點軌跡與過指定目標位置在赤道上的經度差X d、目標軌道的Hf、實際軌道的傾角Itl和偏心率％，計算衛星需要的相位調整量
9f。計算臨界高度Hm，當給定某一軌道衰減率da時，能夠同時滿足衛星從衰減到Hf，且
衛星恰巧完成相位調整量ef。考慮到實際應用中大氣密度不穩定導致衰減率在內
的波動，將衛星起漂高度設置於最高衰減率對應的臨界值，當衛星完成相位漂移時將高度恢復至Hf，最終實現目標軌道與星下點軌跡的同時捕獲。衰減率範圍的估計依據最新在軌觀測量，等待具備同時捕獲條件的時機依據起漂高度和漂移期間的實際衰減率。
[0006]具體包括如下步驟:[0007](1)根據衛星入軌的實際傾角Itl、偏心率％和設計的回歸特性N，計算上述Itl和％對應下滿足設計回歸特性要求的軌道高度Hf，彼此之間的關係如下。
[0008]
【權利要求】
1.一種目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法，其特徵在於實現步驟如下: (1)根據衛星入軌的實際傾角io、偏心率％和設計的回歸特性N，計算Itl和e(l對應下滿足設計回歸特性N要求的軌道高度Hf，彼此之間的關係如下:
2.根據權利要求1所述的目標軌道與星下點軌跡同時捕獲方法，其特徵在於實現如下:所述步驟(4)中的衰減率範圍的估計依據最新在軌觀測量，根據所述步驟(3)計算得到臨界高度範圍
【文檔編號】H04B17/00GK103684628SQ201310576944
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】李志武, 譚田 申請人:航天東方紅衛星有限公司