专利名称：用于igso星下点轨迹交点经度维持控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种航天器轨道的设计方法，具体涉及一种用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法。
背景技术：
倾斜地球同步轨道IGSO卫星的卫星轨道为一类特殊的地球同步圆轨道，其轨道高度跟地球静止轨道GEO卫星相同，其轨道周期与地球自转周期相同。与GEO卫星不同的是，IGSO卫星的轨道倾角i古O。由于IGSO卫星每天在地面上空重复同一轨迹运动，并且能对高纬度地区进行覆盖，因此，近年来，IGSO卫星已开始应用于通信、导航等星座系统，如我国的“北斗二号”区域导航星座和日本的准天顶卫星系统QZSS。 IGSO卫星的星下点轨迹是交点在赤道上、呈对称“8”字形的封闭曲线。由于IGSO卫星的交点位置在各种轨道摄动因素和入轨偏差的共同影响下，其交点位置会在赤道上发生漂移，为了保证IGSO卫星对某一固定区域的信号覆盖，需要将IGSO卫星的星下点轨迹维持在一定经度范围内，因此，现有技术中需要一种对IGSO卫星的星下点轨迹的交点经度进行有效的维持控制的方法。
发明内容
针对传统控制方法在控制窗口两边界都进行控制，控制操作较频繁的缺点，本发明提供一种用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法，通过设计偏置参数，使IGSO卫星的星下点轨迹可以满足极限环控制要求，只需要在控制窗口的一个边界进行控制，从而延长了 IGSO星下点轨迹交点经度的控制时间间隔。本发明所采用的技术方案如下本发明提供一种用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法，该方法包括以下步骤SI，根据IGSO星下点轨迹交点经度的精度控制需求，设置IGSO星下点轨迹交点经度标称位置值I及允许漂移量土 Λ λ ;S2，根据所述标称位置值I及所述允许漂移量土 Λ λ计算出IGSO星下点轨迹初始交点经度值λ ^，控制允许范围另一边界交点经度值λ m和相对于地球同步卫星轨道理想半长轴值as的轨道半长轴偏置量Λ a ；S3，在当前控制周期内，当地球同步卫星轨道实际半长轴a满足条件a = % =as+Aa时，此时，IGSO星下点轨迹交点经度从初始位置漂移到控制允许范围的另一边界位置时，会自动漂移回到所述初始位置；其中，所述初始位置为IGSO星下点轨迹初始交点经度值Aci处的位置，所述控制允许范围的另一边界位置为IGSO星下点轨迹交点经度值λπ处的位置；S4，当所述IGSO星下点轨迹交点经度自动漂移回到所述初始位置时，此时，得到新的地球同步卫星轨道实际半长轴；通过向地球同步卫星施加控制量而调整所述新的地球同步卫星轨道实际半长轴，使调整后的地球同步卫星轨道实际半长轴与S3中的所述地球同步卫星轨道实际半长轴相同，则IGSO星下点轨迹交点经度重复S3中的漂移过程。优选的，S2中，轨道半长轴偏置量Aa通过下述方法计算得到当IGSO星下点轨迹交点经度控制范围(2 -Δ1,1 + Δ1) e (^2I-^ +^22)，或者IGSO
星下点轨迹交点经度控制范围
权利要求
1.一种用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 SI，根据IGSO星下点轨迹交点经度的精度控制需求，设置IGSO星下点轨迹交点经度标称位置值I及允许漂移量土 Δ λ ; S2，根据所述标称位置值I及所述允许漂移量土 Λ λ计算出IGSO星下点轨迹初始交点经度值λ ^，控制允许范围另一边界交点经度值λ 相对于地球同步卫星轨道理想半长轴值as的轨道半长轴偏置量Δ a ； S3,在当前控制周期内，当地球同步卫星轨道实际半长轴a满足条件a = a0 = as+ Δ a时，此时，IGSO星下点轨迹交点经度从初始位置漂移到控制允许范围的另一边界位置时，会自动漂移回到所述初始位置；其中，所述初始位置为IGSO星下点轨迹初始交点经度值入。处的位置，所述控制允许范围的另一边界位置为IGSO星下点轨迹交点经度值λπ处的位置； S4，当所述IGSO星下点轨迹交点经度自动漂移回到所述初始位置时，此时，得到新的地球同步卫星轨道实际半长轴；通过向地球同步卫星施加控制量而调整所述新的地球同步卫星轨道实际半长轴，使调整后的地球同步卫星轨道实际半长轴与S3中的所述地球同步卫星轨道实际半长轴相同，则IGSO星下点轨迹交点经度重复S3中的漂移过程。
2.根据权利要求I所述的用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法，其特征在于，S2中，轨道半长轴偏置量Λ a通过下述方法计算得到 当IGSO星下点轨迹交点经度控制范围(I-+ μ22,營+七2),或者IGSO星下点轨迹交点经度控制范围(I-Δ1,Ι + Δ1) e (π + Λ22,ψ + Λ22)^ A0 = Λ ΑΛ· 5=1-Δ义；Aa = [Ω + + JlK sin(2A/l)sm 2(Α -I22)]H一 当IGSO星下点轨迹交点经度控制范围(2 -+ΑΛ)Ε(γ + Λ22,π + I22)，或者IGSO星下点轨迹交点经度控制范围(I - AlJ + Al) e (^ + I22,2^ +122)时 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 为地球同步2 42α；2α;卫星轨道理想半长轴，ns为地球同步卫星轨道角速率，as为地球半径，i为IGSO卫星轨道倾角J2为地球非球形摄动的二阶带谐项系数J2 = I. 0826 X 10_3，J22为地球非球形摄动的二阶田谐项系数J22 = -I. 802X 10_6，λ 22为J22对应赤道椭圆的对称轴的经度A22 = -14. 9。。
全文摘要
本发明提供一种用于IGSO星下点轨迹交点经度维持控制的方法，通过设计IGSO卫星偏置参数，使IGSO卫星的星下点轨迹满足极限环控制要求，只需要在一个控制边界进行维持控制就能够保证IGSO星下点轨迹交点经度维持在要求的控制范围内，从而延长IGSO星下点轨迹交点经度的控制时间间隔。
文档编号G05D1/10GK102681547SQ201210125198
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者张育林, 杨雪榕, 王兆魁, 范丽, 蒋超, 项军华 申请人:中国人民解放军装备学院