基于闭环模式合作目标跟踪的卫星姿态机动跟踪方法

摘要

基于闭环模式合作目标跟踪的卫星姿态机动跟踪方法，步骤为：（1）确定合作目标的发射时刻、理论飞行轨迹数据，以及卫星的轨道数据；（2）计算卫星与合作目标之间的相对位置关系，该位置关系采用方位角和俯仰角表示；（3）在拟定的跟踪时间段内，确定不同时刻保持卫星本体Z轴与目标视轴重合所需的以时间为变量的方位角和俯仰角数据；（4）对方位角和俯仰角数据分别进行三次多项式拟合，得到拟合系数；（5）将拟合系数，开始跟踪时间、跟踪结束时间通过数据块上注；（6）卫星根据自身的轨道数据，按照地面上注的数据块，不断的调整自身的姿态实现对合作目标的跟踪；（7）曲线跟踪完成后，卫星恢复到原来的飞行状态。

主权项

基于闭环模式合作目标跟踪的卫星姿态机动跟踪方法，其特征在于步骤如下：（1）获取合作目标的发射时刻、理论飞行轨迹数据，以及卫星在合作目标发射时刻的轨道数据；（2）在地面计算卫星与合作目标之间的相对位置关系；所述相对位置关系采用卫星轨道坐标系下的目标视轴来表示，目标视轴由卫星指向合作目标，目标视轴的矢量方向用卫星轨道坐标系下的方位角和俯仰角表示；（3）在拟定的对合作目标跟踪的时间段内，确定不同时刻所述目标视轴矢量方向的理论指向并分解得到以时间t为变量的目标视轴方位角数据和俯仰角数据；所述的目标视轴方位角数据和俯仰角数据采用跟踪拟合曲线的形式表示，所述的跟踪拟合曲线至少包括合作目标提前运动、合作目标在规定时间范围内开始运动、合作目标延时运动的情况；（4）对步骤（3）得到的跟踪拟合曲线分别进行三次多项式拟合，得到三次多项式的拟合系数，拟合系数应使得整个跟踪时间段内的数据拟合误差最小；（5）将步骤（4）得到的拟合系数，以及卫星开始跟踪合作目标的时间、跟踪结束时间通过数据块的形式在跟踪时间开始前上注给卫星，同时地面将卫星的轨道数据上注给卫星；（6）合作目标发射前，卫星根据自身的轨道数据，利用卫星指向控制方法控制卫星本体的Z轴与合作目标发射时刻的目标视轴重合，然后按照地面上注的拟合系数，调整卫星本体的Z轴与合作目标飞行时刻的目标视轴重合，实现对合作目标的姿态机动跟踪；（7）地面实时监测合作目标的发射情况，若起始时间在规定时间误差范围内，则不进行干预，卫星按照原默认跟踪拟合曲线进行合作目标跟踪；若地面发现目标起始运动时间延时或者超前，则通过指令使卫星切换至与合作目标发射时刻最接近的跟踪拟合曲线进行跟踪；（8）跟踪完成后，卫星恢复到跟踪合作目标之间的飞行状态。