本发明涉及一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,属于航天器轨道控制领域。
背景技术:
1、亚太6e卫星是一颗地球静止轨道宽带通信卫星,卫星采用电推力器作为卫星轨道控制推力器,在电推转移轨道期间,使用2台4.5kw霍尔电推力器或2台4kw离子推力器将卫星从初始轨道高度1400km×9000km提升至geo轨道,geo轨道位保工作期间,分别采用两台3kw电推力器轮流点火,实现卫星东西南北位置保持。
2、亚太6e卫星配置南北两台帆板驱动机构,单台帆板驱动机构传输功率为7.2kw,两台帆板驱动机构最大传输功率为14.4kw,卫星一次母线为100v。
3、转移轨道两台电推力器点火功率需求接近10kw,电推连续变轨近16个月,变轨期间为了保证电推力器点火及卫星其他单机正常工作,太阳帆板设计实时跟踪太阳,保证电推进点火过程中卫星能够提供足够的太阳能功率,但是特殊情况,如变轨过程中卫星进出地影、卫星调姿过程中帆板法向不能实时对准太阳矢量方向等,导致太阳翼的输出功率降低,星上蓄电池联合供电,当蓄电池放电深度过高,将影响卫星能源安全,严重异常情况下导致卫星设备不能正常工作。
4、由于卫星转移轨道变轨期间,地面测控系统有长达几天的不可见弧段,针对上述情况,需要卫星在电推进点火期间,具备自主对卫星能源及控制系统参数进行判断,适时对电推进系统进行开关操作,确保电推进轨控过程中卫星能源系统安全,提高卫星轨控效率,减少地面测控的压力。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是:针对目前现有技术中,地面测控系统存在的卫星变轨控制上的缺陷,提出了一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法。
2、本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:
3、一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,包括:
4、获取卫星实时精确轨道;
5、控制太阳帆板对日跟踪;
6、以太阳帆板对日跟踪时的控制参数计算太阳矢量与太阳帆板法相夹角;
7、根据卫星实时精确轨道数据进行卫星电推进点火期间的卫星状态监测,若卫星状态监测实时数据均满足电推进变轨任务需求,则维持电推进变轨状态,否则关停电推力器以保护卫星能源安全。
8、卫星实时精确轨道的确定方法为:
9、卫星电推力变轨期间,根据接收的gnss轨道数据或地面遥控轨道注入数据进行轨道修正,无地面遥控轨道注入数据或gnss轨道数据不可用期间,卫星自主进行轨道外推计算确定当前卫星轨道,实现卫星实时精确轨道确定。
10、所述太阳帆板通过太阳帆板驱动机构实现自主闭环指向控制,太阳帆板驱动机构由卫星的控制计算机于预设控制周期内,根据卫星轨道及星时确定太阳矢量方向与卫星本体坐标系的关系通过控制卫星偏航姿态使太阳矢量投影在卫星的xoz平面内,并控制太阳帆板转角使太阳矢量与太阳帆板法线平行以实现太阳帆板对太阳矢量的跟踪。
11、卫星状态监测包括:地影判断、能源报警监测、对日跟踪夹角判断;
12、完成对日跟踪夹角判断后分别按序进行地影判断及能源报警监测;当卫星状态监测有一项不满足电推进变轨任务需求时,关停电推力器。
13、将太阳矢量与太阳帆板法相夹角的实时值与对日跟踪夹角阈值进行比较,当太阳矢量与太阳帆板法相夹角的实时值大于对日跟踪夹角阈值时,关停电推力器;否则进行地影判断。
14、根据卫星实时精确轨道数据,判断卫星是否处于地影中;
15、若处于地影中,关停电推力器;否则进行能源报警监测。
16、卫星电推进变轨期间,根据卫星当前能源数据,判断是否存在能源报警,若能源报警标志为报警,则关停电推力器。
17、所述能源报警监测具体为:
18、实时获取卫星能源系统的蓄电池放电电流、太阳翼输出电流、蓄电池荷电态参数;
19、将所得卫星能源参数与预设的卫星能源参数阈值进行对比,当蓄电池放电电流大于预设阈值或太阳翼输出电流小于预设阈值或蓄电池荷电态小于预设阈值时,树立能源报警标志;
20、若太阳翼输出电流大于预设阈值或蓄电池荷电态大于预设阈值,则取消能源报警标志。
21、关停电推力器后,若卫星状态监测均满足电推进变轨任务需求时,重启电推力器,并按照卫星能源系统允许的电推力器最大功率点火进行卫星轨道控制。
22、卫星状态监测于太阳帆板对日跟踪后持续进行,卫星状态监测为实时监测。
23、本发明与现有技术相比的优点在于:
24、本发明提供的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,采用本发明可以在卫星在电推变轨点火期间,通过对能源、控制等多源参数进行评估,合理关停和开启电推力器,对卫星能源进行保护,本发明针对电推进高功率、高比冲,小推力,卫星需要长周期进行电推力器点火控制的特点,通过对能源系统、控制系统多途径,多方法合理判定,适时的对电推力器进行开关机操作,减少卫星电推力器点火期间能源风险,星上自主实施,减少了地面测控的依赖。
1.一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
5.根据权利要求4所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
6.根据权利要求5所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
7.根据权利要求6所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
8.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
9.根据权利要求8所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于:
10.根据权利要求9所述的一种基于多源信息融合的全电推进卫星能源保护方法,其特征在于: