所屬的技術(shù)人員知道,本發(fā)明可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計算機(jī)程序產(chǎn)品,因此,本發(fā)明可以具體實現(xiàn)為以下形式,即:可以是完全的硬件、也可以是完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等),還可以是硬件和軟件結(jié)合的形式,本文一般稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外,在一些實施例中,本發(fā)明還可以實現(xiàn)為在一個或多個計算機(jī)可讀介質(zhì)中的計算機(jī)程序產(chǎn)品的形式,該計算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計算機(jī)可讀的程序代碼。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
背景技術(shù):
1、低軌衛(wèi)星通信的蓬勃發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今世界科技領(lǐng)域最為引人注目的競爭焦點之一。先進(jìn)的低軌衛(wèi)星通信技術(shù)不僅將實現(xiàn)全球?qū)崟r連接,更將為眾多領(lǐng)域的應(yīng)用提供強大支撐。目前正在建設(shè)的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座利用運行在400km~1500km軌道高度的衛(wèi)星群向地面提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),通過多顆衛(wèi)星組網(wǎng)實現(xiàn)全球覆蓋。
2、根據(jù)空間碎片協(xié)調(diào)委員會(iadc)規(guī)定,航天器在失效后25年內(nèi)必須離軌,以減少空間碎片的數(shù)量,這就是衛(wèi)星的“25年法則”。衛(wèi)星壽命結(jié)束后的處理方式根據(jù)衛(wèi)星軌道運行的不同而不同,通常有兩種,一是對于運行在低軌的衛(wèi)星,可讓衛(wèi)星降低軌道高度、返回地球,在進(jìn)入地球的過程中,衛(wèi)星將與地球大氣劇烈摩擦,從而產(chǎn)生高溫燃燒殆盡;二是對于運行在地球靜止軌道的衛(wèi)星,由于再入返回地球的代價巨大,所以通常將衛(wèi)星推入更高的軌道,這樣就可以遠(yuǎn)離其它正常衛(wèi)星而繞行地球上百年。
3、低軌通信衛(wèi)星運行于傾斜或極軌軌道,常配置雙軸雙翼sada實現(xiàn)太陽帆板法線對日,保證整星運行期間能源穩(wěn)定。不同衛(wèi)星星座建設(shè)規(guī)劃及對衛(wèi)星離軌要求不同,有的完全按照iadc的25年規(guī)定實施,有的則希望能在較短的時間如7年或10年完成離軌。
4、通常衛(wèi)星軌道控制及離軌任務(wù)實施采用地面指令控制方式,對地面任務(wù)規(guī)劃資源需求及測運控資源消耗較大,大規(guī)?;ヂ?lián)網(wǎng)星座中衛(wèi)星離軌方式實現(xiàn)星上自主離軌是星座運營及運控的期望方式,當(dāng)前該方面研究實施較少,同時考慮充分利用大氣阻尼與太陽帆板控制策略的自主離軌工程實施更少。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,具體提供了一種衛(wèi)星的離軌控制方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備和存儲介質(zhì),具體如下:
2、1)第一方面,本發(fā)明提供一種衛(wèi)星的離軌控制方法,具體技術(shù)方案如下:
3、確定衛(wèi)星的最優(yōu)被動離軌初始軌道高度;
4、當(dāng)主動離軌軌道高度不為零時,計算衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道的累計點火總時長,并根據(jù)累計點火總時長,計算得到衛(wèi)星在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)的點火時長,其中,主動離軌軌道高度為最優(yōu)被動離軌初始軌道高度與衛(wèi)星啟動自主離軌時的軌道的高度之間的高度差;
5、基于衛(wèi)星在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)的點火時長,并在能源平衡的約束下,計算衛(wèi)星的太陽帆板驅(qū)動裝置在每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)對日的持續(xù)時長,得到對日時間規(guī)劃;
6、根據(jù)主動離軌軌道高度、預(yù)設(shè)點火策略和對日時間規(guī)劃,利用主動離軌方案,將衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道,再利用被動離軌方案控制衛(wèi)星離軌。
7、本發(fā)明提供的一種衛(wèi)星的離軌控制方法的有益效果如下:
8、當(dāng)最優(yōu)被動離軌初始軌道高度與衛(wèi)星啟動自主離軌時的軌道的高度之間的高度差即主動離軌軌道高度不為零時,采用主動離軌方案和被動離軌方案相結(jié)合的方式,控制衛(wèi)星離軌,能夠充分利用大氣阻力作用,減少主動離軌推進(jìn)劑的消耗,減少被動離軌時長,適用于攜帶大面積太陽帆板的低軌通信衛(wèi)星,工程實施可操作性強。
9、在上述方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的一種衛(wèi)星的離軌控制方法還可以做如下改進(jìn)。
10、進(jìn)一步,還包括:
11、當(dāng)主動離軌軌道高度為零時,利用被動離軌方案控制衛(wèi)星離軌。
12、進(jìn)一步,計算衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道的累計點火總時長,包括:
13、基于預(yù)設(shè)點火策略、最優(yōu)被動離軌初始軌道高度和衛(wèi)星的啟動自主離軌時的軌道的高度,并利用霍曼變軌原理,計算衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道的累計點火總時長。
14、進(jìn)一步,確定衛(wèi)星的最優(yōu)被動離軌初始軌道高度,包括:
15、基于衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量特性參數(shù)及離軌時長約束,利用stk軟件確定衛(wèi)星的最優(yōu)被動離軌初始軌道高度。
16、2)第二方面,本發(fā)明還提供一種衛(wèi)星的離軌控制系統(tǒng),具體技術(shù)方案如下:
17、包括最優(yōu)被動離軌初始軌道高度確定模塊、累計點火總時長計算模塊、運行圈次點火時長計算模塊、對日時間規(guī)劃獲取模塊和控制離軌模塊;
18、最優(yōu)被動離軌初始軌道高度確定模塊用于:確定衛(wèi)星的最優(yōu)被動離軌初始軌道高度;
19、累計點火總時長計算模塊用于:當(dāng)主動離軌軌道高度不為零時,計算衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道的累計點火總時長,其中,主動離軌軌道高度為最優(yōu)被動離軌初始軌道高度與衛(wèi)星啟動自主離軌時的軌道的高度之間的高度差;
20、運行圈次點火時長計算模塊用于:根據(jù)累計點火總時長,計算得到衛(wèi)星在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)的點火時長,;
21、對日時間規(guī)劃獲取模塊用于:基于衛(wèi)星在預(yù)設(shè)時長內(nèi)的每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)的點火時長,并在能源平衡的約束下,計算衛(wèi)星的太陽帆板驅(qū)動裝置在每個目標(biāo)運行圈次內(nèi)對日的持續(xù)時長,得到對日時間規(guī)劃;
22、控制離軌模塊用于:根據(jù)主動離軌軌道高度、預(yù)設(shè)點火策略和對日時間規(guī)劃,利用主動離軌方案,將衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道,再利用被動離軌方案控制衛(wèi)星離軌。
23、在上述方案的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的一種衛(wèi)星的離軌控制系統(tǒng)還可以做如下改進(jìn)。
24、進(jìn)一步,控制離軌模塊還用于:
25、當(dāng)主動離軌軌道高度為零時,利用被動離軌方案控制衛(wèi)星離軌。
26、進(jìn)一步,累計點火總時長計算模塊具體用于:
27、基于預(yù)設(shè)點火策略、最優(yōu)被動離軌初始軌道高度和衛(wèi)星的啟動自主離軌時的軌道的高度,并利用霍曼變軌原理,計算衛(wèi)星從啟動自主離軌時的軌道轉(zhuǎn)移至最優(yōu)被動離軌初始軌道高度的軌道的累計點火總時長。
28、進(jìn)一步,最優(yōu)被動離軌初始軌道高度確定模塊具體用于:基于衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量特性參數(shù)及離軌時長約束,利用stk軟件確定衛(wèi)星的最優(yōu)被動離軌初始軌道高度。
29、3)第三方面,本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備,電子設(shè)備包括處理器,處理器與存儲器耦合,存儲器中存儲有至少一條計算機(jī)程序,至少一條計算機(jī)程序由處理器加載并執(zhí)行,以使電子設(shè)備實現(xiàn)上述任一項衛(wèi)星的離軌控制方法。
30、4)第四方面,本發(fā)明還提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機(jī)程序,計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一項衛(wèi)星的離軌控制方法。
31、需要說明的是,本發(fā)明的第二方面至第四方面的技術(shù)方案及對應(yīng)的可能的實現(xiàn)方式所取得的有益效果,可以參見上述對第一方面及其對應(yīng)的可能的實現(xiàn)方式的技術(shù)效果,此處不再贅述。