CN113928598A - 一种实现同步轨道卫星漂星的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实现同步轨道卫星漂星的方法，运用于卫星变轨技术领域，该方法包括：根据计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间输入仿真同步轨道卫星漂星数据，预算安全漂星时间，发出仿真指令；根据仿真过程预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断所述运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至所述同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星。
Description
技术领域
本发明涉及卫星变轨技术领域，特别涉及为一种实现同步轨道卫星漂星的方法及装置。
背景技术
同步轨道卫星是指围绕地球、太阳或恒星等，并以特定轨道运行的卫星，例如，地球同步轨道卫星或太阳同步轨道卫星等，其中，同步轨道卫星与地球、太阳或恒星等之间处于相对静止的状态。同步轨道卫星进入轨道之后，一般情况下，卫星将在某一定点位置提供全寿命期的服务，直至星上燃料耗尽，但为了满足不同需求，需要控制卫星从当前轨位移动到目标轨位以执行特定任务，该操作称之为“漂星”；目前，卫星自主实施变轨的方法较多。其中中低轨道对地定向卫星中变轨一般在正常的对地运行姿态下进行，变轨方法比较简单，由地面注入变轨发动机的开关机时间，卫星上根据时间实现发动机的开关机操作，即可实现卫星轨道控制，但是不能涉及姿态机动和姿态调整等过多的阶段或阶段的转换；由于近年来发射的同步轨道卫星逐年增加，卫星漂星操作需要考虑同轨道、相邻轨道上卫星以及目标轨道上的卫星的影响，所以卫星在实施漂星时不仅仅要考虑自身因素，同时也需要考虑相关卫星的因素。由此，本发明提出一种实现同步轨道卫星漂星的方法及装置。
发明内容
本发明旨在解决卫星漂星的问题，提供一种实现同步轨道卫星漂星的方法及装置。
本发明提供一种实现同步轨道卫星漂星的方法，包括：
获取同步轨道卫星的第一参数；获取目标轨道上卫星的第二参数；获取途径轨道上的卫星的第三参数，
根据第一参数、第二参数规划同步轨道卫星漂星的行进路线；
根据第一参数、第二参数和第三参数计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间；
根据计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间输入仿真同步轨道卫星漂星数据，预算安全漂星时间，发出仿真指令；
根据仿真过程预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；
根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至所述同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，在获取同步轨道卫星的第一参数；获取目标轨道上卫星的第二参数；获取行进路线上途径轨道上的卫星的第三参数：
所述第一系统参数包括同步轨道卫星的坐标、运行速度；
所述第一系统参数包括目标轨道卫星的坐标、运行速度；
所述第一系统参数包括途径轨道卫星的坐标、运行速度。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，在规划同步轨道卫星漂星的行进路线步骤中：
所述行进路线为同步轨道卫星至目标轨道位的最短距离。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，所述计算出行进路线上途径轨道上各卫星到达行进路线的时间步骤中：综合第一参数、第二参数和第三参数内的数据，通过计算预算出各卫星途经所述同步轨道卫星行进路线的时间；
其中；所述同步轨道卫星：速度V、轨道半径R；目标轨道卫星：速度V1、轨道半径R1；所述途径轨道上的卫星：速度V2、轨道半径R2；由此可知，避开t1、t2是安全漂星时间。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，所述预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；
所述起漂参数包括：起漂坐标、起漂速度、起漂方向以及起漂时间。
本发明提出一种实现同步轨道卫星漂星的装置，所述实现同步轨道卫星漂星的装置用于实施任一项实现同步轨道卫星漂星的方法；所述实现同步轨道卫星漂星的装置包括：
驱动单元：用于所述同步轨道卫星的驱动供能；
控制单元：用于控制所述同步轨道卫星上的各组件运行；
信号单元：用于接收地面信息，发射信号。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，所述实现同步轨道卫星漂星的装置还与地面控制终端信号连接。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，所述驱动单元设于实现同步轨道卫星漂星的装置内部，所述驱动单元包括：
化学燃剂反应室：化学燃剂反应室有2个，分别连接能量储存室；
能量储存室：能量储存室有6个；
+X方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
-X方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
+Y方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
-Y方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
+Z方向驱动管：+Z方向驱动管有2个，分别一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
能量控制器：能量控制器有6个，分别设于+X方向驱动管、-X方向驱动管、+Y方向驱动管、-Y方向驱动管和+Z方向驱动管上。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，所述信号单元设于信号塔上，所述信号塔包括：
信号接收端：所述信号接收端设于所述实现同步轨道卫星漂星的装置的上端，具体形状为抛物面状；
信号发射端：所述信号发射端固定连接在信号接收端的中心，所述信号发射端为细长圆锥状，其顶部设有信号转换器。
进一步的，所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，所述控制单元设于计算机内，所述计算机设于所述实现同步轨道卫星漂星的装置的内部。
本发明提供了一种实现同步轨道卫星漂星的方法及装置，具有以下有益效果：
（1）本申请提供了一种实现同步轨道卫星漂星的方法，该方法充分考虑到了所述同步轨道卫星漂星过程中目标轨道上的卫星因素以及途径其他轨道上的卫星因素，为避开两者的影响提供方法，增强了漂星方案的可靠性；
（2）本申请还提出了仿真单元，仿真所述同步轨道卫星漂星；预算安全漂星时间，发出预运行指令；预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至所述同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星；采用仿真技术，优先对可能产生的情况进行模拟分析，最终得到最好的漂星方案，有力的保证了漂星方案的安全性和可行性；
（3）本申请还提供了一种实现同步轨道卫星漂星的装置，其上的驱动单元包括了化学燃剂室、能量储存室、能量控制器、+X方向驱动管、-X方向驱动管、+Y方向驱动管、-Y方向驱动管和+Z方向驱动管，化学燃剂室用于提供能量，能量储存室用于储存能量，能量控制器控制能量的多少在+X方向驱动管、-X方向驱动管、+Y方向驱动管、-Y方向驱动管和+Z方向驱动管内喷出；由+X方向驱动管、-X方向驱动管、+Y方向驱动管、-Y方向驱动管和+Z方向驱动管之间两者或三者之间相配合，实现不同方向不同力大小的释放，改变装置运行过程中的姿态，从而达到调整同步轨道卫星的最佳姿态的目的。
附图说明
图1为本发明实现同步轨道卫星漂星的方法一个实施例的流程图；
图2为本发明实现同步轨道卫星漂星的方法及装置另一个实施例的局部结构图；
图3为本发明实现同步轨道卫星漂星的方法及装置另一个实施例的局部结构图；
图4为本发明实现同步轨道卫星漂星的方法及装置另一个实施例的局部结构图。
图中，化学燃剂反应室101、能量储存室102、能量控制器103、+Y方向驱动管201、+X方向驱动管202、-Y方向驱动管203、-X方向驱动管204、+Z方向驱动管、信号接收端301、信号发射端302、信号转换器303。
本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考附图1-2，为本发明一实施例中的实现同步轨道卫星漂星的方法流程图；
本发明提供一种实现同步轨道卫星漂星的方法，包括：
获取同步轨道卫星的第一参数；获取目标轨道上卫星的第二参数；获取行进路线上途径轨道上的卫星的第三参数，
根据第一参数、第二参数规划同步轨道卫星漂星的行进路线；
根据第一参数、第二参数和第三参数计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间；
根据计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间输入仿真同步轨道卫星漂星数据，预算安全漂星时间，发出仿真指令；
根据仿真过程预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；
根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至所述同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星。
在本实施例中，第一参数包括同步轨道卫星的坐标、运行速度；第二参数包括目标轨道卫星的坐标、运行速度；第三参数包括途径轨道卫星的坐标、运行速度；行进路线为同步轨道卫星至目标轨道位的最短距离。
在具体实施时，地面控制终端获取同步轨道卫星、获取目标轨道上各卫星以及行进路线上途径轨道上的卫星的参数，分别设为第一参数、第二参数和第三参数；根据第一参数和第二参数规划漂星的最短距离，根据第一参数、第二参数和第三参数综合计算出目标轨道上卫星以及出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间；随后建立仿真模型，在仿真模型中输入计算出的时间，预算安全漂星的时间区间，再预测漂星过程中即将产生的信息参数，将信息参数传输至同步轨道卫星；信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数，根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星。
其中，综合第一参数、第二参数和第三参数内的数据，通过计算预算出各卫星途经所述同步轨道卫星行进路线的时间；
其中；所述同步轨道卫星：速度V、轨道半径R；目标轨道卫星：速度V1、轨道半径R1；所述途径轨道上的卫星：速度V2、轨道半径R2；由此可知，避开t1、t2是安全漂星时间。
在另一个实施例中，行进路线上途径轨道上卫星有n个，途径轨道有m条；计算出行进路线上途径轨道上卫星到达行进路线的时间公式为：
由此可知t1有n种可能，
有m种可能，则同时避开t1、
是安全漂星时间。
本发明提出一种实现同步轨道卫星漂星的装置，所述实现同步轨道卫星漂星的装置用于实施任一项实现同步轨道卫星漂星的方法；所述实现同步轨道卫星漂星的装置包括：
驱动单元：用于所述同步轨道卫星的驱动供能；
控制单元：用于控制所述同步轨道卫星上的各组件运行；
信号单元：用于接收地面信息，发射信号；
驱动单元设于实现同步轨道卫星漂星的装置内部，所述驱动单元包括：化学反应燃剂室101：化学反应燃剂室101有2个，分别连接能量储存室102；能量储存室102：能量储存室102有6个；+X方向驱动管202：一端连接能量储存室102，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；-X方向驱动管204：一端连接能量储存室102，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；+Y方向驱动管201：一端连接能量储存室102，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；-Y方向驱动管203：一端连接能量储存室102，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；+Z方向驱动管205：+Z方向驱动管205有2个，分别一端连接能量储存室102，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；能量控制器103：能量控制器103有6个，分别设于+X方向驱动管202、-X方向驱动管204、+Y方向驱动管201、-Y方向驱动管203和+Z方向驱动管205上；
信号单元设于信号塔上，所述信号塔包括：信号接收端301：所述信号接收端301设于所述实现同步轨道卫星漂星的装置的上端，具体形状为抛物面状；信号发射端302：所述信号发射端302固定连接在信号接收端301的中心，所述信号发射端302为细长圆锥状，其顶部设有信号转换器303。
在具体实施时，实现同步轨道卫星漂星的装置实施实现同步轨道卫星漂星的方法，首先信号塔上的信号接收端301接收地面控制终端给的预设信号，在某个时间开始漂星，接收信号端为抛物面，其作用是接收地面控制终端传来的信号，并且除去杂讯；接着地面控制终端将预设起漂参数发送至信号接收端301，由控制单元进行读取解析，在读取完成后，信号发射端302给地面控制终端准备信号，控制单元控制装置内各个单元，在到达指定起漂地点后进行漂星，控制单元控制驱动单元进行驱动，装置朝目标行进路线进行，在行进过程中，由驱动单元的化学燃剂室提供能量，化学燃剂室反应过后的能量进入能量储存室102内，能量储存室102的能量通过能量控制器103在+X方向驱动管202、-X方向驱动管204、+Y方向驱动管201、-Y方向驱动管203和+Z方向驱动管205内某一方向排出，能量排出推动实现同步轨道卫星漂星的装置朝向某个方向运动。
在另一个实施例中，实现同步轨道卫星漂星的装置在漂星过程中同时调整自身姿态，由于推力具有方向和大小，采用+X方向驱动管202、-X方向驱动管204、+Y方向驱动管201、-Y方向驱动管203和+Z方向驱动管205之间两者、三者互相配合，实现能量释放方向、大小的不同，来调节装置在运动过程中的姿态调整，保证实现同步轨道卫星漂星的装置在到达目标轨道上的姿态。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种实现同步轨道卫星漂星的方法，其特征在于，包括：
获取同步轨道卫星的信息为第一参数；获取目标轨道上卫星的信息为第二参数；获取途径轨道上的卫星的信息为第三参数；
根据第一参数、第二参数规划同步轨道卫星漂星的行进路线；
根据第一参数、第二参数和第三参数计算途径轨道上的卫星到达行进路线的时间；
根据计算出行进路线上途径轨道上的卫星到达行进路线的时间输入仿真同步轨道卫星漂星数据，预算安全漂星时间，发出仿真指令；
根据仿真过程预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；
根据漂星任务中需要捕捉的信息参数输入仿真漂星中，判断运行结果是否准确到达目标轨道位，若未到达，重新设定起漂参数以及捕获参数，若到达，发射信号至所述同步轨道卫星，在预设的起漂参数开始漂星。
2.根据权利要求1所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，其特征在于，在获取同步轨道卫星的第一参数；获取目标轨道上卫星的第二参数；获取行进路线上途径轨道上的卫星的第三参数：
所述第一参数包括同步轨道卫星的坐标、运行速度；
所述第二参数包括目标轨道卫星的坐标、运行速度；
所述第三参数包括途径轨道卫星的坐标、运行速度。
3.根据权利要求1所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，其特征在于，在规划同步轨道卫星漂星的行进路线步骤中：所述行进路线为同步轨道卫星至目标轨道位的最短距离。
4.根据权利要求1所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，其特征在于，所述计算出行进路线上途径轨道上各卫星到达行进路线的时间步骤中：
综合第一参数、第二参数和第三参数内的数据，通过计算预算出各卫星途经所述同步轨道卫星行进路线的时间；
其中；所述同步轨道卫星：速度V、轨道半径R；目标轨道卫星：速度V1、轨道半径R1；所述途径轨道上的卫星：速度V2、轨道半径R2；由此可知，避开t1、t2是安全漂星时间。
5.根据权利要求1所述的实现同步轨道卫星漂星的方法，其特征在于，所述预测漂星过程中即将产生的信息参数，将所述信息参数传输至所述同步轨道卫星；所述信息参数包括漂星起漂参数和漂星任务中需要捕捉的捕获参数；
所述起漂参数包括：起漂坐标、起漂速度、起漂方向以及起漂时间。
6.一种实现同步轨道卫星漂星的装置，其特征在于，所述实现同步轨道卫星漂星的装置用于实施权利要求1-5的任一项实现同步轨道卫星漂星的方法；所述实现同步轨道卫星漂星的装置包括：
驱动单元：用于所述同步轨道卫星的驱动供能；
控制单元：用于控制所述同步轨道卫星上的各组件运行；
信号单元：用于接收地面信息，发射信号。
7.根据权利要求6所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，其特征在于，所述实现同步轨道卫星漂星的装置还与地面控制终端信号连接。
8.根据权利要求6所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，其特征在于，所述驱动单元设于实现同步轨道卫星漂星的装置内部，所述驱动单元包括：
化学燃剂反应室：化学燃剂反应室有2个，分别连接能量储存室；
能量储存室：能量储存室有6个；
+X方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
-X方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
+Y方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
-Y方向驱动管：一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
+Z方向驱动管：+Z方向驱动管有2个，分别一端连接能量储存室，一端伸出实现同步轨道卫星漂星的装置外；
能量控制器：能量控制器有6个，分别设于+X方向驱动管、-X方向驱动管、+Y方向驱动管、-Y方向驱动管和+Z方向驱动管上。
9.根据权利要求6所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，其特征在于，所述信号单元设于信号塔上，所述信号塔包括：
信号接收端：所述信号接收端设于所述实现同步轨道卫星漂星的装置的上端，具体形状为抛物面状；
信号发射端：所述信号发射端固定连接在信号接收端的中心，所述信号发射端为细长圆锥状，其顶部设有信号转换器。
10.根据权利要求6所述的实现同步轨道卫星漂星的装置，其特征在于，所述控制单元设于计算机内，所述计算机设于所述实现同步轨道卫星漂星的装置的内部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220114 |