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专利名称：一种geo卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法
技术领域：
本发明涉及一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法。
背景技术：
地球同步轨道(GEO)卫星分布在地球赤道面，轨道高度约36000km，卫星使用摆动式红外地球敏感器测量卫星的滚动姿态和俯仰姿态。摆动式红外地球敏感器共有四个探头，分别扫描地球边缘，通过计算确定卫星姿态。在春分和秋分进出地影前后太阳进入红外地球敏感器探头扫描视�。蛘咴铝两氲厍蛎舾衅魈酵飞枋映。秸呔岣扇藕焱獾厍蛎舾衅魈酵罚购焱獾厍蛎舾衅鞯淖颂涑霾蟛�。现有的卫星的探头保护方法为
I.卫星在滚动、俯仰姿态为零的情况下，设置红外地球敏感器四个探头的保护区域。2.地面或星上通过计算，得出地球敏感器某一探头保护开始时间、保护时间长度和保护时间间隔。3.在需要实施地球敏感器探头保护期间，卫星可以自主进行探头保护，或通过地面发送�？刂噶畹姆椒ㄊ迪趾焱獾厍蛎舾衅魈酵繁；ぁＩ鲜龇椒ù嬖谝韵录傅悴蛔愫焱獾厍蛱酵繁；で虻纳瓒ㄇ疤崾俏佬堑墓龆�、俯仰姿态为零，当卫星有效载荷需要使俯仰姿态进行长期偏置的情况下，红外地球敏感器的探头保护区域发生了变化，原有的计算方法不再适用。

发明内容
本发明的技术解决问题是针对现有技术的不足，提供了一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，采用本发明可以在卫星俯仰姿态长期偏置的情况，确定卫星被保护的地球敏感器探头。本发明的技术解决方案是一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，包括以下步骤(I)确定卫星俯仰姿态的偏置量；(2)确定地球敏感器探头保护参数，所述地球敏感器探头保护参数f、a、b、C、d通过下式确定，f = P ecos45° , a = f+g+dM, b = f-dM, c = f+dM, d = f-g-dM ；其中，p e为地球视半径，dM为地球敏感器探头保护阈值，取值3°，g为地球敏感器探头扫描范围，取值5.3 ;(3)确定当前时刻下太阳单位矢量S和月亮中心单位矢量M在星体坐标系的分量Sx > Sy > Sz、Mx、My、Mz ；(4)计算月亮-卫星-太阳的夹角0SM、月亮-卫星-地球的夹角ΘΜΕ、太阳-卫星-地球的夹角Θ SE ；(5)分别月亮和太阳对地球敏感器探头的干扰确定地球敏感器探头保护策略，其中，对于月亮对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(51)，对于太阳对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(52)，所述地球敏感器探头包括第一探头、第二探头、第三探头、第四探头；(51)若 0SM < 120。，或 0SM 彡 120。时，且 ％E < p e-dE 或 Θ 觀 >P a+1. 4* (dM+ θ ),或 θ SM 彡 120° 时，且 |MX| > sin (a)或 |MX| < sin(d)或 |My| < sin(b)或|My| > sin (c)，则月亮对地球敏感器探头无干扰，转入步骤(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6)若Mx < O且My < 0，则需保护第一探头；若Mx < O且My > 0，则需保护第二探头；
若Mx > O且My < 0，则需保护第三探头；若Mx > O且My > O，则需保护第四探头；其中，dE为地球敏感器探头保护阈值，取值2° ； Θ为卫星俯仰姿态偏置角度绝对值；(52)若 9se< pe-dE 或 Θ SE > p a+1. 4* (dM+θ )，或 |SX| > sin (a)或 | Sx< sin(d)或I Sy| < sin(b)或| Sy | > sin (c),则太阳对地球敏感器探头无干扰,转入步骤
(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6)若Sx < O且Sy < 0，则需保护第一探头；若Sx < O且Sy > 0，则需保护第二探头；若Sx > O且Sy < 0，则需保护第三探头；若Sx > O且Sy > O，则需保护第四探头；(6)根据步骤(5)中确定的保护探头，禁止对应地球敏感器探头参与姿态计算。本发明与现有技术相比具有如下优点本发明克服原有红外地球敏感器探头保护方法的不足，提供了一种GEO卫星俯仰偏置情况下红外地球敏感器探头保护的方法，克服了现有方法在卫星俯仰姿态偏置的情况下不能使用的问题。进一步，本发明可以根据卫星俯仰姿态偏置的角度不同，通过修改计算探头保护的参数，实现卫星在不同的俯仰偏置角度情况下的红外地球敏感器探头保护的方法。


图I为本发明流程具体实施例方式下面就结合附图对本发明做进一步介绍。如图I所述，为本发明流程图，具体过程如下(I)确定卫星俯仰姿态的偏置量,该偏置量米用卫星长期俯仰偏置时的俯仰偏置角度绝对值表示。(2)在上述偏置情况下，确定地球敏感器探头保护参数，该保护参数包括f、a、b、C、d，各参数采用下式分别进行确定。
f = P ecos45° , a = f+g+dM, b = f-dM, c = f+dM, d = f-g-dM ；其中，P e为地球视半径；45°为地球敏感器探头扫描纬度，；dM为探头保护阈值，取值3°作用是扩大保护范围；g为地球敏感器探头扫描范围，取值5. 3。红外地球敏感器探头沿俯仰方向扫描，有两种扫描方式宽扫描和窄扫描。一般情况下，转移轨道运行或捕获地球时使用宽扫描方式，在地球同步轨道时使用窄扫描方式。如果红外地球敏感器工作在宽扫描方式，会出现红外地球敏感器两个探头同时受到太阳或月亮干扰的情况，红外地球敏感器在两个探头同时受干扰时无法正常工作，所以在红外地球敏感器探头保护期间应当使地敏工作在窄扫描方式，GEO卫星红外地球敏感器窄扫描工作方式下扫描视场为5. 3度,卫星俯仰偏置3度未超出地球敏感器视场。(3)需要确定对地球敏感器探头进行保护的时刻，太阳单位矢量S和月亮中心单位矢量M在轨道坐标系的分量。
太阳方向在轨道坐标系的分量S
月亮单位矢量在轨道坐标系的分量M
权利要求
1.一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，其特征在包括以下步骤 (1)确定卫星俯仰姿态的偏置量； (2)确定地球敏感器探头保护参数,所述地球敏感器探头保护参数f、a、b、C、d通过下式确定，f = P ecos45°，a = f+g+dM，b = f_dM，c = f+dM，d = f-g-dM ； 其中，P e为地球视半径，dM为地球敏感器探头保护阈值，取值3°，g为地球敏感器探头扫描范围，取值5.3 ; (3)确定当前时刻下太阳单位矢量S和月亮中心单位矢量M在星体坐标系的分量Sx、Sy、Sz、Mx、My、Mz ； (4)计算月亮-卫星-太阳的夹角0SM、月亮-卫星-地球的夹角ΘMe、太阳-卫星-地球的夹角Θ SE ; (5)分别月亮和太阳对地球敏感器探头的干扰确定地球敏感器探头保护策略，其中，对于月亮对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(51)，对于太阳对地球敏感器探头的干扰则转入步骤(52)，所述地球敏感器探头包括第一探头、第二探头、第三探头、第四探头； (51)若Θ SM < 120。，或 Θ SM 彡 120。时，且 ％E< pe-dE 或 θ·> pa+1.4*(dM+0)，或 Θ SM 彡 120° 时,且 I Mx I > sin (a)或 |MX| < sin(d)或 |My| < sin(b)或 |My| > sin(c),则月亮对地球敏感器探头无干扰，转入步骤(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6) 若Mx < O且My < 0，则需保护第一探头； 若Mx < O且My > 0，则需保护第二探头； 若Mx > O且My < 0，则需保护第三探头； 若Mx > O且My > 0，则需保护第四探头； 其中，dE为地球敏感器探头保护阈值，取值2° ； Θ为卫星俯仰姿态偏置角度绝对值； (52)若Θ SE < P e-dE 或 Θ SM > P a+1. 4* (dM+ Θ )，或 | Sx | > sin (a)或 | Sx | < sin (d)或I Sy I < sin (b)或|Sy| > sin (c)，则太阳对地球敏感器探头无干扰，转入步骤(6)，否则，根据下述情况确定被保护的探头并转入步骤(6) 若Sx < O且Sy < 0，则需保护第一探头； 若Sx < O且Sy > 0，则需保护第二探头； 若Sx > O且Sy < 0，则需保护第三探头； 若Sx > O且Sy > 0，则需保护第四探头； (6)根据步骤(5)中确定的保护探头，禁止对应地球敏感器探头参与姿态计算。
全文摘要
本发明公开了一种GEO卫星俯仰偏置下地球敏感器探头保护方法，包括以下步骤(1)确定卫星俯仰姿态的偏置量；(2)确定地球敏感器探头保护参数；(3)确定当前时刻下太阳单位矢量S和月亮中心单位矢量M在星体坐标系的分量；(4)计算月亮-卫星-太阳的夹角θSM、月亮-卫星-地球的夹角θME、太阳-卫星-地球的夹角θSE；(5)分别月亮和太阳对地球敏感器探头的干扰确定地球敏感器探头保护策略；(6)根据步骤(5)中确定的保护探头，禁止对应地球敏感器探头参与姿态计算。采用本发明可以在卫星俯仰姿态长期偏置的情况，确定卫星被保护的地球敏感器探头。
文档编号G01C21/02GK102927983SQ20121042912
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者李巍, 刘忠汉, 徐英学, 尹泉, 王春元, 李艳华, 刘赞, 王韬, 季业, 崔振, 陈斌, 严嵘, 林佳伟, 杨扬 申请人:北京控制工程研究所