本發(fā)明涉及衛(wèi)星姿態(tài)控制領(lǐng)域，特別涉及一種衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差估計(jì)和修正方法。

背景技術(shù)：

為了滿足高分辨率衛(wèi)星的成像需求，需要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星成像設(shè)備的指向與衛(wèi)星姿態(tài)控制單機(jī)的指向準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。一般的，衛(wèi)星會(huì)設(shè)置一個(gè)主基準(zhǔn)鏡，成像設(shè)備和姿態(tài)控制單機(jī)設(shè)置基準(zhǔn)鏡，測(cè)量成像設(shè)備和姿態(tài)控制單機(jī)設(shè)置基準(zhǔn)鏡與主基準(zhǔn)鏡的偏差，通過調(diào)整(如增加墊片、打磨安裝面等)相互之間的角度關(guān)系控制安裝偏差。但在衛(wèi)星研制過程中，由于重力的影響、機(jī)械結(jié)構(gòu)件時(shí)效的影響、振動(dòng)環(huán)境的影響、運(yùn)輸環(huán)境的影響和發(fā)射環(huán)境的影響等，成像設(shè)備和姿態(tài)控制單機(jī)設(shè)置基準(zhǔn)鏡與主基準(zhǔn)鏡的偏差都會(huì)發(fā)生變化，難以準(zhǔn)確得到衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)的安裝偏差，衛(wèi)星的姿態(tài)指向精度難以滿足要求，甚至影響衛(wèi)星的成像要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差估計(jì)和修正方法，通過對(duì)衛(wèi)星不同狀態(tài)下單機(jī)安裝偏差的測(cè)量，綜合考慮重力、機(jī)械結(jié)構(gòu)件時(shí)效、振動(dòng)、運(yùn)輸和發(fā)射環(huán)境的影響，估計(jì)衛(wèi)星入軌后單機(jī)的安裝偏差并進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)保證衛(wèi)星姿態(tài)指向滿足要求的目的。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差估計(jì)和修正方法，包含以下過程：

衛(wèi)星在空載狀態(tài)時(shí)，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第一安裝偏差Δθ₁；

衛(wèi)星在滿載狀態(tài)時(shí)，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第二安裝偏差Δθ₂；

衛(wèi)星在驗(yàn)收級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)前，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下的單機(jī)的第三安裝偏差Δθ₃；

衛(wèi)星在驗(yàn)收級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)后，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下的單機(jī)的第四安裝偏差Δθ₄；

衛(wèi)星發(fā)射前，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下的單機(jī)的第五安裝偏差Δθ₅；

根據(jù)單機(jī)的第一至第五安裝偏差Δθ₁～Δθ₅估計(jì)衛(wèi)星入軌后的單機(jī)的第六安裝偏差Δθ₆；所述單機(jī)的第六安裝偏差Δθ₆的計(jì)算公式為：

Δθ₆＝Δθ₁+(Δθ₅-Δθ₂)+(Δθ₄-Δθ₃)

根據(jù)單機(jī)的第六安裝偏差Δθ₆，計(jì)算修正衛(wèi)星發(fā)射入軌后的單機(jī)指向角度值θ'。

優(yōu)選地，設(shè)衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)指向角度測(cè)量值為θ，給星上軟件遙控注入Δθ₆，通過修正所述第六安裝偏差Δθ₆得到單機(jī)準(zhǔn)確的指向角度值θ'，即

θ'＝θ-Δθ₆。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過對(duì)衛(wèi)星不同狀態(tài)下單機(jī)安裝偏差的測(cè)量，綜合考慮重力、機(jī)械結(jié)構(gòu)件時(shí)效、振動(dòng)、運(yùn)輸和發(fā)射環(huán)境的影響，估計(jì)衛(wèi)星入軌后單機(jī)的安裝偏差并進(jìn)行修正，保證衛(wèi)星姿態(tài)指向滿足要求。本發(fā)明具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單，控制靈活，可應(yīng)用于對(duì)姿態(tài)指向精度要求高，需要準(zhǔn)確得到發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差并進(jìn)行修正的衛(wèi)星研制過程中的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差估計(jì)和修正方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

通過考慮重力、機(jī)械結(jié)構(gòu)件時(shí)效、振動(dòng)、運(yùn)輸和發(fā)射環(huán)境的影響，來估計(jì)衛(wèi)星入軌后單機(jī)的安裝偏差并進(jìn)行修正，保證衛(wèi)星姿態(tài)指向滿足要求。

如圖1所示，本發(fā)明一種衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)安裝偏差估計(jì)和修正方法，包含以下過程：

將衛(wèi)星主結(jié)構(gòu)初次裝配結(jié)束、對(duì)安裝偏差有要求的單機(jī)裝星、其它單機(jī)和部件未裝星狀態(tài)定義為衛(wèi)星的空載狀態(tài)。衛(wèi)星在空載狀態(tài)下，由于只有主結(jié)構(gòu)和對(duì)安裝偏差有要求的單機(jī)，沒有其它單機(jī)和部件，重力對(duì)結(jié)構(gòu)變形影響最小，因此，衛(wèi)星在所述空載狀態(tài)下與衛(wèi)星發(fā)射入軌后不受重力影響的狀態(tài)最接近。在衛(wèi)星空載狀態(tài)下，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第一安裝偏差Δθ₁。

將衛(wèi)星(包括所有單機(jī)和部件)第一次裝配結(jié)束定義為衛(wèi)星的滿載狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第二安裝偏差Δθ₂。

衛(wèi)星(包括所有單機(jī)和部件)驗(yàn)收級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)前，通過測(cè)量衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下的單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第三安裝偏差Δθ₃。

衛(wèi)星(包括所有單機(jī)和部件)驗(yàn)收級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)后，通過測(cè)量衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下的單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第四安裝偏差Δθ₄。

衛(wèi)星(包括所有單機(jī)和部件)發(fā)射前，且衛(wèi)星在滿載狀態(tài)下，通過測(cè)量單機(jī)基準(zhǔn)鏡與衛(wèi)星主基準(zhǔn)鏡的角度關(guān)系，得到單機(jī)的第五安裝偏差Δθ₅。

根據(jù)所述單機(jī)的第一至第五安裝偏差Δθ₁～Δθ₅來估計(jì)衛(wèi)星入軌后的第六安裝偏差Δθ₆。

由于衛(wèi)星發(fā)射時(shí)運(yùn)載火箭帶來的振動(dòng)量級(jí)與衛(wèi)星驗(yàn)收級(jí)振動(dòng)試驗(yàn)量級(jí)相當(dāng)，所以振動(dòng)試驗(yàn)前后測(cè)量得到的第三與第四安裝偏差數(shù)據(jù)變化值Δθ₄-Δθ₃與受發(fā)射環(huán)境影響的安裝偏差數(shù)據(jù)變化值相當(dāng)。

衛(wèi)星機(jī)械結(jié)構(gòu)件時(shí)效、運(yùn)輸環(huán)境的影響可以通過Δθ₅-Δθ₂得到。所述運(yùn)輸環(huán)境指一般衛(wèi)星都會(huì)經(jīng)歷從衛(wèi)星廠房到發(fā)射陣地較長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)距離的運(yùn)輸環(huán)境；根據(jù)公式1估計(jì)衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)的第六安裝偏差Δθ₆，

Δθ₆＝Δθ₁+(Δθ₅-Δθ₂)+(Δθ₄-Δθ₃) (1)

設(shè)衛(wèi)星發(fā)射入軌后單機(jī)指向角度測(cè)量值為θ，給星上軟件遙控注入所述單機(jī)的第六安裝偏差Δθ₆，通過公式2修正所述第六安裝偏差Δθ₆得到單機(jī)準(zhǔn)確的指向角度值θ'，然后通過姿態(tài)閉環(huán)控制使得姿態(tài)指向精度滿足指標(biāo)要求。

θ'＝θ-Δθ₆ (2)

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)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(duì)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(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。