专利名称：一种适用于导航geo卫星的离轨方法
一种适用于导航GEO卫星的离轨方法技术领域
本发明属于航天飞行器设计领域，涉及一种适用于导航GEO卫星的离轨方法。
背景技术：
由于卫星导航具有覆盖区域大、作用距离远以及受自然灾害破坏小等优点，因此卫星导航得到了广泛应用。随着航天科技的发展，人类利用太空的能力不断增强，空间资源变得日趋紧张。GEO卫星数量急剧增加，每年都有部分卫星失去控制，在地球同步轨道附近振荡，对在轨正常运行卫星和未来发射的GEO卫星形成潜在的危险。为了减少地球静止轨道空间碎片，净化地球静止轨道空间环境，建议将即将死亡的卫星送入坟墓轨道。坟墓轨道亦称为弃星轨道或死亡轨道。
对于坟墓轨道的 近地点最小高度，国际上有三种建议。IAA建议坟墓轨道的近地点最小高度为=GEO高度+300 400km ；ITU建议坟墓轨道的近地点最小高度为:GE0高度+300km ；IADC建议坟墓轨道的近地点最小高度为=AiTmm =235 + 10000-，式中:Cr是卫星 m表面反射系数，当卫星表面为镜反射时取2，当卫星表面为黑体时取I ;A是卫星垂直太阳光的照射面积是卫星质量。
我国区域导航星座使用了一定数量的静止轨道卫星，并且后续全球星座将继续使用一些静止轨道卫星。为了不影响以后我国对区域星座GEO轨位的使用，必须使寿命结束的导航GEO卫星正常离开GEO轨道。目前尚无标准的离轨方法可借鉴。
从以上分析可知，有必要提供导航GEO卫星的离轨方法来完成静止导航卫星离轨操作，以支后续全球导航星座组网建设工作。发明内容
本发明的技术解决问题是:针对现有技术的不足，提供了一种适用于导航GEO卫星的离轨方法，本发明给出了导航GEO卫星离轨操作及要求，确保证了导航GEO卫星寿命结束后顺利进入弃置轨道。
本发明的技术解决方案是:一种适用于导航GEO卫星的离轨方法，包括以下步骤，
(I)确定离轨卫星中卫星设备的工作状态，及离轨前星上推进剂剩余情况；所述卫星设备的工作状态包括控制推进分系统工作状态、电源分系统工作状态、有效载荷分系统工作状态以及遥测遥控分系统工作状态；推进剂剩余情况用于确定当前时刻的卫星推进剂能否完成卫星的离轨操作；
(2)根据所述卫星设备的工作状态及所述推进剂剩余情况，确定卫星离轨方案，所述卫星离轨方案包括卫星离轨后轨道高度、离轨控制批次和控制量、离轨后轨道偏心率、离轨所需推进剂使用量；
(3)根据所述卫星离轨方案，对卫星离轨用推力器的性能进行标定；
(4)利用所述卫星离轨用推力器实施所述卫星离轨方案，并在卫星完成离轨操作后，对离轨卫星进行钝化操作，所述钝化操作包括剩余燃料排空、高压气瓶排空、星上活动部件钝化以及蓄电池钝化。
所述卫星离轨用推力器的性能进行标定的方法为:
通过遥控指令控制所述卫星离轨用推力器进行喷气；
对喷气后卫星轨道进行测定；
根据测定结果对所述卫星离轨用推力器进行标定。
所述卫星离轨后轨道高度至少为300km。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(I)本发明方法适用于导航GEO卫星离轨操作，考虑了工程实际的各种约束条件，满足工程实际的要求。
(2)本发明根据导航GEO卫星实际情况给出了导航GEO卫星离轨高度要求，保证卫星离轨高度满足要求。
(2)本发明离轨控制操作是根据导航GEO卫星离轨推力器的实际性能为依据，确保卫星离轨高度的精度要求。
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面就结合附图对本发明做进一步介绍。
如图1所示，为本发明流程图，具体步骤如下:
第一步确定需要离轨卫星星上设备的工作状态，同时分析离轨前星上推进剂剩余情况。其中，该星上设备的工作状态包括控制推进分系统工作状态、电源分系统工作状态、有效载荷分系统工作状态以及遥测遥控分系统工作状态；星上推进剂剩余情况用于明确当前卫星的推进剂是否足够完成当前卫星的离轨操作。
第二步根据上述确定的星上设备的工作状态及推进剂剩余情况，指定卫星离轨方案。该离轨方案包括卫星离轨后轨道高度、离轨控制批次和控制量、离轨后轨道偏心率、离轨所需推进剂使用量。
第三步根据上述确定的卫星离轨方案，对卫星离轨用推力器的性能进行标定，具体标定过程是:遥控使推力器喷气，对喷气后轨道进行测定，将测轨结果与推力器喷气对轨道影响的仿真结果作比较，分析确定推力器实际效率。根据标定结果，按照卫星离轨方案制定离轨实施控制策略，对卫星实施离轨操作，推力器标定可保证离轨控制的精度，以确保离轨高度和偏心率满足要求。
第四步在完成对卫星离轨操作使卫星到达设定轨道高度后，对离轨卫星进行钝化操作，以保证卫星在离轨轨道上的安全性。该钝化操作包括剩余燃料排空、高压气瓶排空、星上活动部件钝化以及蓄电池钝化。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.一种适用于导航GEO卫星的离轨方法，其特征在于，包括以下步骤， (1)确定离轨卫星中卫星设备的工作状态，及离轨前星上推进剂剩余情况；所述卫星设备的工作状态包括控制推进分系统工作状态、电源分系统工作状态、有效载荷分系统工作状态以及遥测遥控分系统工作状态；推进剂剩余情况用于确定当前时刻的卫星推进剂能否完成卫星的离轨操作； (2)根据所述卫星设备的工作状态及所述推进剂剩余情况，确定卫星离轨方案，所述卫星离轨方案包括卫星离轨后轨道高度、离轨控制批次和控制量、离轨后轨道偏心率、离轨所需推进剂使用量； (3)根据所述卫星离轨方案，对卫星离轨用推力器的性能进行标定； (4)利用所述卫星离轨用推力器实施所述卫星离轨方案，并在卫星完成离轨操作后，对离轨卫星进行钝化操作，所述钝化操作包括剩余燃料排空、高压气瓶排空、星上活动部件钝化以及蓄电池钝化。
2.如权利要求1所述离轨方法，其特征在于，所述卫星离轨用推力器的性能进行标定的方法为: 通过遥控指令控制所述卫星离轨用推力器进行喷气； 对喷气后卫星轨道进行测定； 根据测定结果对所述卫星离轨用推力器进行标定。
3.如权利要求1所述离轨方法，其特征在于，所述卫星离轨后轨道高度至少为300km。
全文摘要
本发明公开了一种适用于导航GEO卫星的离轨方法，包括以下步骤，(1)确定离轨卫星中卫星设备的工作状态，及离轨前星上推进剂剩余情况；(2)根据所述卫星设备的工作状态及所述推进剂剩余情况，确定卫星离轨方案；(3)根据所述卫星离轨方案，对卫星离轨用推力器的性能进行标定；(4)利用所述卫星离轨用推力器实施所述卫星离轨方案，并在卫星完成离轨操作后，对离轨卫星进行钝化操作。本发明给出了导航GEO卫星离轨操作及要求，确保证了导航GEO卫星寿命结束后顺利进入弃置轨道。
文档编号B64G1/24GK103144784SQ201310059829
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者高照照, 杨慧, 张云彤, 袁莉芳, 李美红, 王海红, 定宇, 雪丹 申请人:北京空间飞行器总体设计部