專(zhuān)利名稱(chēng)：用于igso星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天器軌道的設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法。
背景技術(shù)：
傾斜地球同步軌道IGSO衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道為一類(lèi)特殊的地球同步圓軌道，其軌道高度跟地球靜止軌道GEO衛(wèi)星相同，其軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。與GEO衛(wèi)星不同的是，IGSO衛(wèi)星的軌道傾角i古O。由于IGSO衛(wèi)星每天在地面上空重復(fù)同一軌跡運(yùn)動(dòng)，并且能對(duì)高緯度地區(qū)進(jìn)行覆蓋，因此，近年來(lái)，IGSO衛(wèi)星已開(kāi)始應(yīng)用于通信、導(dǎo)航等星座系統(tǒng)，如我國(guó)的“北斗二號(hào)”區(qū)域?qū)Ш叫亲腿毡镜臏?zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)QZSS。 IGSO衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡是交點(diǎn)在赤道上、呈對(duì)稱(chēng)“8”字形的封閉曲線。由于IGSO衛(wèi)星的交點(diǎn)位置在各種軌道攝動(dòng)因素和入軌偏差的共同影響下，其交點(diǎn)位置會(huì)在赤道上發(fā)生漂移，為了保證IGSO衛(wèi)星對(duì)某一固定區(qū)域的信號(hào)覆蓋，需要將IGSO衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡維持在一定經(jīng)度范圍內(nèi)，因此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種對(duì)IGSO衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡的交點(diǎn)經(jīng)度進(jìn)行有效的維持控制的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)控制方法在控制窗口兩邊界都進(jìn)行控制，控制操作較頻繁的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)偏置參數(shù)，使IGSO衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡可以滿(mǎn)足極限環(huán)控制要求，只需要在控制窗口的一個(gè)邊界進(jìn)行控制，從而延長(zhǎng)了 IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度的控制時(shí)間間隔。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法，該方法包括以下步驟SI，根據(jù)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度的精度控制需求，設(shè)置IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度標(biāo)稱(chēng)位置值I及允許漂移量土 Λ λ ;S2，根據(jù)所述標(biāo)稱(chēng)位置值I及所述允許漂移量土 Λ λ計(jì)算出IGSO星下點(diǎn)軌跡初始交點(diǎn)經(jīng)度值λ ^，控制允許范圍另一邊界交點(diǎn)經(jīng)度值λ m和相對(duì)于地球同步衛(wèi)星軌道理想半長(zhǎng)軸值as的軌道半長(zhǎng)軸偏置量Λ a ；S3，在當(dāng)前控制周期內(nèi)，當(dāng)?shù)厍蛲叫l(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸a滿(mǎn)足條件a = % =as+Aa時(shí)，此時(shí)，IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度從初始位置漂移到控制允許范圍的另一邊界位置時(shí)，會(huì)自動(dòng)漂移回到所述初始位置；其中，所述初始位置為IGSO星下點(diǎn)軌跡初始交點(diǎn)經(jīng)度值A(chǔ)ci處的位置，所述控制允許范圍的另一邊界位置為IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度值λπ處的位置；S4，當(dāng)所述IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度自動(dòng)漂移回到所述初始位置時(shí)，此時(shí)，得到新的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸；通過(guò)向地球同步衛(wèi)星施加控制量而調(diào)整所述新的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸，使調(diào)整后的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸與S3中的所述地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸相同，則IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度重復(fù)S3中的漂移過(guò)程。優(yōu)選的，S2中，軌道半長(zhǎng)軸偏置量Aa通過(guò)下述方法計(jì)算得到當(dāng)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍(2 -Δ1,1 + Δ1) e (^2I-^ +^22)，或者IGSO
星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍
權(quán)利要求
1.一種用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 SI，根據(jù)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度的精度控制需求，設(shè)置IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度標(biāo)稱(chēng)位置值I及允許漂移量土 Δ λ ; S2，根據(jù)所述標(biāo)稱(chēng)位置值I及所述允許漂移量土 Λ λ計(jì)算出IGSO星下點(diǎn)軌跡初始交點(diǎn)經(jīng)度值λ ^，控制允許范圍另一邊界交點(diǎn)經(jīng)度值λ 相對(duì)于地球同步衛(wèi)星軌道理想半長(zhǎng)軸值as的軌道半長(zhǎng)軸偏置量Δ a ； S3,在當(dāng)前控制周期內(nèi)，當(dāng)?shù)厍蛲叫l(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸a滿(mǎn)足條件a = a0 = as+ Δ a時(shí)，此時(shí)，IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度從初始位置漂移到控制允許范圍的另一邊界位置時(shí)，會(huì)自動(dòng)漂移回到所述初始位置；其中，所述初始位置為IGSO星下點(diǎn)軌跡初始交點(diǎn)經(jīng)度值入。處的位置，所述控制允許范圍的另一邊界位置為IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度值λπ處的位置； S4，當(dāng)所述IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度自動(dòng)漂移回到所述初始位置時(shí)，此時(shí)，得到新的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸；通過(guò)向地球同步衛(wèi)星施加控制量而調(diào)整所述新的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸，使調(diào)整后的地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸與S3中的所述地球同步衛(wèi)星軌道實(shí)際半長(zhǎng)軸相同，則IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度重復(fù)S3中的漂移過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法，其特征在于，S2中，軌道半長(zhǎng)軸偏置量Λ a通過(guò)下述方法計(jì)算得到 當(dāng)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍(I-+ μ22,營(yíng)+七2),或者IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍(I-Δ1,Ι + Δ1) e (π + Λ22,ψ + Λ22)^ A0 = Λ ΑΛ· 5=1-Δ義；Aa = [Ω + + JlK sin(2A/l)sm 2(Α -I22)]H一 當(dāng)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍(2 -+ΑΛ)Ε(γ + Λ22,π + I22)，或者IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度控制范圍(I - AlJ + Al) e (^ + I22,2^ +122)時(shí) Aq = Λ ~ AA I = I + Δ2 ; Aa = -^l[Ω + — J~~2K siη(2Δ/1) sin 2(2 - /I22)] 其中，[=-(I + cos if >Ω = - sjr^e cos i , =cos2 i，a 為地球同步2 42α；2α;衛(wèi)星軌道理想半長(zhǎng)軸，ns為地球同步衛(wèi)星軌道角速率，as為地球半徑，i為IGSO衛(wèi)星軌道傾角J2為地球非球形攝動(dòng)的二階帶諧項(xiàng)系數(shù)J2 = I. 0826 X 10_3，J22為地球非球形攝動(dòng)的二階田諧項(xiàng)系數(shù)J22 = -I. 802X 10_6，λ 22為J22對(duì)應(yīng)赤道橢圓的對(duì)稱(chēng)軸的經(jīng)度A22 = -14. 9。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持控制的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)IGSO衛(wèi)星偏置參數(shù)，使IGSO衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡滿(mǎn)足極限環(huán)控制要求，只需要在一個(gè)控制邊界進(jìn)行維持控制就能夠保證IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度維持在要求的控制范圍內(nèi)，從而延長(zhǎng)IGSO星下點(diǎn)軌跡交點(diǎn)經(jīng)度的控制時(shí)間間隔。
文檔編號(hào)G05D1/10GK102681547SQ201210125198
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者張育林, 楊雪榕, 王兆魁, 范麗, 蔣超, 項(xiàng)軍華 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍裝備學(xué)院