CN111831343B - 一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，属于对小卫星自主工作模式管理技术领域；步骤一、判断卫星光学成像载荷自动开关机是否为使能状态，为使能状态时进入步骤二或步骤三；为非使能状态时，不动作；步骤二、检测夹角α并判断，将阳照区计数值加一或清零；判断计数值，当判断卫星是进入阳照区，生成卫星光学成像载荷自动开机指令序列；当判断卫星未进入阳照区时，不动作；步骤三、检测夹角α并判断，将阴影区计数值加一或清零；判断计数值，当判断卫星是进入阴影区，生成卫星光学成像载荷自动关机指令序列；当判断卫星未进入阴影区时，不动作；本发明解决了依靠频繁注入程控指令方式实现阳照区阴影区开关机工作量大、操作繁琐的缺点。
Description
技术领域
本发明属于对小卫星自主工作模式管理技术领域，涉及一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法。
背景技术
对地观测卫星在各种航天器中占有很大的比重，其主要任务是利用包括可见光、电子侦察、合成孔径雷达(syn—thetic aperture radar，SAR)等星载传感器，获取地面目标的图像和信号等信息，并将这些信息传回地面站，供分析判别使用。对地观测卫星由于种类不同，一般针对某个区域进行拍摄。如海洋卫星在进行对地观测时，对紫外成像仪有在进入阳照区进行开机拍摄，进入阴影区关机的需求。
目前，遥感卫星需要进行某任务时，常规实现方法是事前通过STK工具进行轨道仿真，计算卫星进入某区域的时间，制作程控指令并上注至星务中心计算机。星务中心计算机每个周期对星上时间进行判断，星上时间到指定时间时执行相应的指令，以实现在某个区域的某个功能。由于小卫星每天进出阳照区次数达10余次，若通过程控指令的方式实现阳照区阴影区自动开关机操作，需要进行大量的轨道仿真、时间计算、程控指令制作、上注程控指令等工作，增加了小卫星地面维护的负担，卫星好用性、易用性差。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，解决了依靠频繁注入程控指令方式实现阳照区阴影区开关机工作量大、操作繁琐的缺点。
本发明解决技术的方案是：
一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，包括如下步骤：
步骤一、对卫星光学成像载荷自动开关机是否为使能状态进行判断；当为使能状态时进入步骤二或步骤三；当为非使能状态时，不动作；
步骤二、星务主机通过控制分系统周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阳照区的计数值sun_cnt加一，或将阳照区的计数值sun_cnt清零；同时对每个周期变化后的阳照区的计数值sun_cnt进行判断；根据阳照区的计数值sun_cnt判断卫星是否进入阳照区，当判断卫星进入阳照区时，生成卫星光学成像载荷自动开机指令序列，控制光学成像载荷依次打开；当判断卫星未进入阳照区时，不动作；
步骤三、星务主机通过控制分系统周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阴影区的计数值shadow_cnt加一，或将阴影区的计数值shadow_cnt清零；同时对每个周期变化后的阴影区的计数值shadow_cnt进行判断；根据阴影区的计数值shadow_cnt判断卫星是否进入阴影区，当判断卫星进入阴影区时，生成卫星光学成像载荷自动关机指令序列，控制光学成像载荷依次关闭；当判断卫星未进入阴影区时，不动作。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤一中，当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阴影区时，进入步骤二；当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阳照区时，进入步骤三。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤二和步骤三中，星务主机通过控制分系统采用慢帧遥测方式周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角夹角α；检测周期为1s。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤二中，对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt清零。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤二中，对阳照区计数值sun_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阳照区计数值sun_cnt与门限值N比较；
当sun_cnt大于N时，判断卫星进入阳照区；
当sun_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阳照区。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤三中，对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt清零。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述步骤三中，对阴影区的计数值shadow_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阴影区的计数值shadow_cnt与门限值N比较；
当shadow_cnt大于N时，判断卫星进入阴影区；
当shadow_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阴影区。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述阈值θ为112°；所述门限值N为2-3。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，所述阈值θ实现通过指令上注修改；门限值N实现通过指令上注修改；所述卫星光学成像载荷自动开机指令序列实现通过指令上注修改。
在上述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，通过发送指令更改卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态或非使能状态，初始状态为非使能状态。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明星务主机通过控制分系统慢帧遥测的太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角进行判断，当卫星进入阳照区时发送阳照区载荷开机指令序列，当卫星进入阴影区时发送阴影区载荷关机指令序列，省去了事前大量的轨道仿真，时间计算、制作程控指令、上注相对程控指令的工作；
(2)本发明的参数门限N可以上注指令修改，具有易扩展、易修改等优点；
(3)本发明的方法载荷开关机时间不依赖与轨道仿真，判断依据为真实的遥测值，因此开关机时间更加准确。
附图说明
图1为本发明成像载荷自动开关机流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供了一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，星务中心计算机通过判断控制分系统慢帧遥测的太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α，确定卫星当前处于阳照区或阴影区，当卫星从阴影区进入阳照区时，自动发送阳照区载荷开机指令序列，载荷开机成像；当卫星从阳照区进入阴影区时，自动发送阴影区载荷关机指令序列，载荷按要求关机。本功能可以通过发送指令禁止或使能。本发明可以实现阳照区阴影区载荷自动开关机功能，不仅开关机及成像时间更加准确，而且大大减轻了小卫星长期在轨维护频繁轨道仿真、载荷开关机时间计算、程控指令制作及上注的负担。
小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤一、对卫星光学成像载荷自动开关机是否为使能状态进行判断；当为使能状态时进入步骤二或步骤三；当为非使能状态时，不动作；当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阴影区时，进入步骤二；当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阳照区时，进入步骤三。通过发送指令更改卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态或非使能状态，初始状态为非使能状态。
步骤二、星务主机通过控制分系统采用慢帧遥测方式(P44W15W16)周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；检测周期为1s。并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阳照区的计数值sun_cnt加一，或将阳照区的计数值sun_cnt清零；对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的具体方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt清零。
同时对每个周期变化后的阳照区的计数值sun_cnt进行判断；根据阳照区的计数值sun_cnt判断卫星是否进入阳照区；对阳照区计数值sun_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阳照区计数值sun_cnt与门限值N比较；
当sun_cnt大于N时，判断卫星进入阳照区；
当sun_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阳照区。
当判断卫星进入阳照区时，生成卫星光学成像载荷自动开机指令序列，控制光学成像载荷依次打开；当判断卫星未进入阳照区时，不动作；
步骤三、星务主机通过控制分系统采用慢帧遥测方式(P44W15W16)周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；检测周期为1s。并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阴影区的计数值shadow_cnt加一，或将阴影区的计数值shadow_cnt清零；对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt清零。
同时对每个周期变化后的阴影区的计数值shadow_cnt进行判断；根据阴影区的计数值shadow_cnt判断卫星是否进入阴影区，对阴影区的计数值shadow_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阴影区的计数值shadow_cnt与门限值N比较；
当shadow_cnt大于N时，判断卫星进入阴影区；
当shadow_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阴影区。
当判断卫星进入阴影区时，生成卫星光学成像载荷自动关机指令序列，控制光学成像载荷依次关闭；当判断卫星未进入阴影区时，不动作。
阈值θ为112°；所述门限值N为2-3。阈值θ实现通过指令上注修改；门限值N实现通过指令上注修改；所述卫星光学成像载荷自动开机指令序列实现通过指令上注修改。
本发明提供了一种阳照区阴影区载荷自主开关机方法，解决依靠频繁注入程控指令方式实现阳照区阴影区开关机工作量大、操作繁琐的缺点。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、对卫星光学成像载荷自动开关机是否为使能状态进行判断；当为使能状态时进入步骤二或步骤三；当为非使能状态时，不动作；
步骤二、星务主机通过控制分系统周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阳照区的计数值sun_cnt加一，或将阳照区的计数值sun_cnt清零；同时对每个周期变化后的阳照区的计数值sun_cnt进行判断；根据阳照区的计数值sun_cnt判断卫星是否进入阳照区，当判断卫星进入阳照区时，生成卫星光学成像载荷自动开机指令序列，控制光学成像载荷依次打开；当判断卫星未进入阳照区时，不动作；
步骤三、星务主机通过控制分系统周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；并对夹角α进行判断；根据判断结果，将阴影区的计数值shadow_cnt加一，或将阴影区的计数值shadow_cnt清零；同时对每个周期变化后的阴影区的计数值shadow_cnt进行判断；根据阴影区的计数值shadow_cnt判断卫星是否进入阴影区，当判断卫星进入阴影区时，生成卫星光学成像载荷自动关机指令序列，控制光学成像载荷依次关闭；当判断卫星未进入阴影区时，不动作；
所述步骤一中，当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阴影区时，进入步骤二；当卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态，且卫星处于阳照区时，进入步骤三；
所述步骤二和步骤三中，星务主机通过控制分系统采用慢帧遥测方式周期性检测太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α；检测周期为1s；
所述步骤二中，对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阳照区的计数值sun_cnt清零；
所述步骤二中，对阳照区计数值sun_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阳照区计数值sun_cnt与门限值N比较；
当sun_cnt大于N时，判断卫星进入阳照区；
当sun_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阳照区；
所述步骤三中，对太阳能电池帆板法线与太阳矢量的夹角α进行判断的方法为：
设定阈值θ，将夹角α的绝对值与阈值θ比较：
当夹角α绝对值小于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt加一；
当夹角α绝对值大于等于阈值θ时，阴影区的计数值shadow_cnt清零；
所述步骤三中，对阴影区的计数值shadow_cnt判断的方法为：
设定门限值N，将阴影区的计数值shadow_cnt与门限值N比较；
当shadow_cnt大于N时，判断卫星进入阴影区；
当shadow_cnt小于等于N时，判断卫星未进入阴影区。
2.根据权利要求1所述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，其特征在于：所述阈值θ为112°；所述门限值N为2-3。
3.根据权利要求2所述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，其特征在于：所述阈值θ实现通过指令上注修改；门限值N实现通过指令上注修改；所述卫星光学成像载荷自动开机指令序列实现通过指令上注修改。
4.根据权利要求3所述的一种小卫星阳照区阴影区载荷自动开关机方法，其特征在于：通过发送指令更改卫星光学成像载荷自动开关机为使能状态或非使能状态，初始状态为非使能状态。
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