一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法
【专利摘要】一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法，根据卫星入轨的实际倾角i0、偏心率e0和设计的回归特性N，计算上述i0和e0对应下满足设计回归特性要求的轨道高度Hf，依据控前星下点轨迹与过指定目标位置在赤道上的经度差λd、目标轨道的Hf、实际轨道的倾角i0和偏心率e0，计算卫星需要的相位调整量θf，计算临界高度Hm，当给定某一轨道衰减率da时，能够同时满足卫星从Hm衰减到Hf，且卫星恰巧完成相位调整量θf。考虑到实际应用中大气密度不稳定导致衰减率在内的波动，将卫星起漂高度设置于最高衰减率对应的临界值，当卫星完成相位漂移时将高度恢复至Hf，最终实现目标轨道与星下点轨迹的同时捕获。本发明使卫星仍然能够获得目标回归特性，且地面轨迹同时锁定在给定的控制范围之内。
【专利说明】一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法。
【背景技术】
[0002]卫星入轨时与目标轨道往往存在偏差，对于高精度空间原位探测或有明确过特定地面位置需求的卫星而言，不但需要修正入轨的偏差以实现卫星在原有设计目标轨道上的运行，而且需要将星下点轨迹调整到过特定地面位置。
[0003]由于修正卫星入轨偏差仅针对其轨道最基本的形状或方位取向，修正星下点轨迹针对卫星在该轨道上的具体位置，因此两者捕获的目标和优先级并不相同。一般而言，单独捕获星下点轨迹除消耗一定的等待时间外，其耗费的燃料可能比改变轨道形状或者方位取向要少得多，由此导致在调整星下点轨迹之前应先处理量级更大的、不需等待时机的变轨机动，最后实现小量级机动变轨的、需要等待时机的地面轨迹调整。对于有具体星下点轨迹分布要求的卫星而言，轨道存在某一个回归特性。理论上当给定入轨倾角、偏心率和回归特性时，必定会对应存在某一个高度，使得在该入轨倾角和偏心率下，卫星运行在此高度时同样能够实现设计的回归特性。从实际工程经验来看，低轨卫星为进行轨道保持和简化实施流程，轨控发动机的安装方式一般能够直接提供飞行方向的速度增量，即升轨动作更有利于实施，而依据运载现有的入轨倾角和偏心率偏差，能够保证在不改变入轨的轨道形状和方位取向时，通过高度的捕获来最终获取该轨道原有的回归特性，且该高度相比原有设计值相差甚小。因此如果利用卫星固有的大气衰减，则理论上存在一种特定高度，其相对回归特性对应高度的偏差造成星下点轨迹往目标位置方向漂移，经过一段时间之后高度衰减到达目标值，同时星下点轨迹到达指定位置。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获的方法，使卫星仍然能够获得目标回归特性，且地面轨迹同时锁定在给定的控制范围之内。
[0005]本发明的技术方案是:如图1所示，本发明的一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法，根据卫星入轨的实际倾角Itl、偏心率％和设计的回归特性N，计算上述Itl和％对应下满足设计回归特性要求的轨道高度Hf。依据控前星下点轨迹与过指定目标位置在赤道上的经度差X d、目标轨道的Hf、实际轨道的倾角Itl和偏心率％，计算卫星需要的相位调整量
9f。计算临界高度Hm，当给定某一轨道衰减率da时，能够同时满足卫星从衰减到Hf，且
卫星恰巧完成相位调整量ef。考虑到实际应用中大气密度不稳定导致衰减率在内
的波动，将卫星起漂高度设置于最高衰减率对应的临界值，当卫星完成相位漂移时将高度恢复至Hf，最终实现目标轨道与星下点轨迹的同时捕获。衰减率范围的估计依据最新在轨观测量，等待具备同时捕获条件的时机依据起漂高度和漂移期间的实际衰减率。
[0006]具体包括如下步骤:[0007](1)根据卫星入轨的实际倾角Itl、偏心率％和设计的回归特性N，计算上述Itl和％对应下满足设计回归特性要求的轨道高度Hf，彼此之间的关系如下。
[0008]
【权利要求】
1.一种目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法，其特征在于实现步骤如下: (1)根据卫星入轨的实际倾角io、偏心率％和设计的回归特性N，计算Itl和e(l对应下满足设计回归特性N要求的轨道高度Hf，彼此之间的关系如下:
2.根据权利要求1所述的目标轨道与星下点轨迹同时捕获方法，其特征在于实现如下:所述步骤(4)中的衰减率范围的估计依据最新在轨观测量，根据所述步骤(3)计算得到临界高度范围
【文档编号】H04B17/00GK103684628SQ201310576944
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】李志武, 谭田 申请人:航天东方红卫星有限公司