本發(fā)明涉及衛(wèi)星制導、導航與控制技術(shù)，具體地說涉及一種01式太陽敏感器視場受限光照面判斷方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星姿態(tài)失穩(wěn)后，會進入安全控制模式，姿態(tài)控制系統(tǒng)需根據(jù)01式敏感器的信息判斷太陽光的方位，通過姿態(tài)機動太陽電池陣能夠?qū)侍?，以保證整星能源供應。依照此要求，01式敏感器的視場需覆蓋星體的6個象限。目前，01式敏感器普遍采用的是一體化解決方案，一個01式太陽敏感器能夠測量三個象限是否受光照信息，圖1所示為01式太陽敏感器的構(gòu)型圖。

近年來，對地觀測衛(wèi)星的對地載荷分辨率不斷提高，其幾何尺寸不斷增加，會對衛(wèi)星的+Zb軸方向的01式太陽敏感器造成遮擋。圖2所示為01式太陽敏感器整星安裝極性簡圖，可知衛(wèi)星布有兩個01式敏感器，理想狀態(tài)下根據(jù)兩個01式敏感器就能夠計算出太陽方位，但是由于對地載荷的干涉，+Zb軸方向不能敏感出是否太陽光照信息，所以不能按照傳統(tǒng)方法進行處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種01式太陽敏感器視場受限光照面判斷方法，解決因載荷對太陽敏感器遮擋，造成的敏感太陽光照信息缺失問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明一個技術(shù)方案是提供一種01式太陽敏感器視場受限光照面判斷方法，其包含以下過程：

步驟一、星上控制軟件根據(jù)太陽星歷，計算太陽投影在衛(wèi)星軌道面投影矢量的位置；

步驟二、星上控制軟件計算軌道上的地影的位置區(qū)間；

步驟三、星上控制軟件計算當前時刻衛(wèi)星是否處于光照區(qū)間；

步驟四、星上控制軟件判斷不受遮擋的01式太陽敏感器是否受照；

步驟五、星上控制軟件判斷受遮擋衛(wèi)星象限是否受照。

本發(fā)明中，衛(wèi)星在軌是否處于光照區(qū)，可以根據(jù)衛(wèi)星軌道參數(shù)、太陽星歷信息進行幾何域的判斷，然后根據(jù)其它5個象限01式敏感器的信息來判斷受遮擋的象限是否處于光照，從而實現(xiàn)對太陽方位的確定。

本發(fā)明采用的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點和有益效果是：本發(fā)明可在01敏感器受到載荷遮擋時，判斷太陽的方位，從而順利實現(xiàn)對太陽定向控制，保證整星能源安全。

附圖說明

圖1是01式太陽敏感器多個方向的構(gòu)型圖。

圖2是01式太陽敏感器整星安裝極性簡圖。

圖3是本發(fā)明所述01式太陽敏感器視場受限光照面判斷方法的流程圖。

圖4是本發(fā)明中地影計算的簡圖。

具體實施方式

本發(fā)明可以根據(jù)衛(wèi)星軌道、太陽星歷、不受遮擋的01敏感器組合，來判斷受遮擋的衛(wèi)星象限是否受照。

如圖3所示，本發(fā)明提供一種01式太陽敏感器視場受限光照面判斷方法，其包括以下步驟：

步驟一、星上控制軟件根據(jù)太陽星歷計算太陽投影在衛(wèi)星軌道面投影矢量的位置；

步驟二、星上控制軟件計算軌道上的地影的位置區(qū)間；

步驟三、星上控制軟件計算當前時刻衛(wèi)星是否處于光照區(qū)間；

步驟四、星上控制軟件計算不受遮擋的01敏感器是否受照；

步驟五、星上控制軟件判斷受遮擋衛(wèi)星象限是否受照。

以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明方法的各步驟作進一步說明。

1)步驟一中，包含對太陽在衛(wèi)星軌道面的投影角計算：

太陽赤經(jīng)、赤緯計算

δ_s＝arcsin(sinΛsinε)

其中，Λ,ε分別表示太陽黃經(jīng)和黃赤夾角。

太陽矢量在軌道面上的投影對應的緯度幅角

其中，i,Ω分別表示衛(wèi)星的軌道傾角和升交點赤經(jīng)。

2)步驟二中，包含軌道上的地影計算：

衛(wèi)星軌道面法線反向在J2000下的坐標可以表示為

S_sat＝-[sinΩsini -cosΩsini cosi]^T (3)

根據(jù)太陽赤經(jīng)α_s和赤緯δ_s，表示出太陽矢量在慣性系J2000下的坐標

S_sun＝[cosα_scosδ_s sinα_scosδ_s sinδ_s]^T (4)

于是可以計算出衛(wèi)星軌道面法線負向與太陽矢量之間的夾角

地球看成是一個圓，其半徑長度用R_e表示，則地球在太陽矢量垂直的面上為一個圓，對應圖4中的小圓；衛(wèi)星的軌道是近圓軌道，其在太陽矢量垂直的面上的投影為一個橢圓，該橢圓的半長軸為衛(wèi)星軌道半長軸a，短半軸為a|cosβ|。

由圖4中的關(guān)系可以得到，地影的半遮角α為

3)步驟三中，計算當前時刻衛(wèi)星是否處于光照區(qū)間：

所以在t時刻，衛(wèi)星的緯度幅角如果滿足如下關(guān)系，則處于光照區(qū)。

u_t-u₀∈[0,π-α]∪[π+α,2π] (7)

其中，u_t為衛(wèi)星的緯度幅角。

4)步驟四中，判斷不受遮擋的01敏感器是否受照

根據(jù)不受遮擋的01敏感器的AD采樣電流結(jié)果，星上計算機會判斷出受遮擋衛(wèi)星象限以外的其它五個象限是否有太陽。

5)步驟五中，判斷受遮擋衛(wèi)星象限是否受照

根據(jù)步驟四的結(jié)果，如果在光照區(qū)，不受遮擋的01敏感器無信號，則推定受遮擋衛(wèi)星象限有太陽信號。

綜上所述，在衛(wèi)星失穩(wěn)后，姿態(tài)控制系統(tǒng)需根據(jù)01式太陽敏感器判斷太陽光所在衛(wèi)星的象限，根據(jù)太陽方向進行衛(wèi)星姿態(tài)機動保證帆板對日狀態(tài)，確保整星能源供應。由于衛(wèi)星星體外載荷物理尺寸較大，會對01式太陽敏感器視場造成某一象限的遮擋，本發(fā)明可以通過判斷未遮擋的01式敏感器和在軌遞推陰影光照星歷，聯(lián)合判斷太陽方位。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權(quán)利要求來限定。