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原文传递大椭圆冻结轨道入轨方法和系统

专利名称：	大椭圆冻结轨道入轨方法和系统
摘要：	本发明提供了一种大椭圆冻结轨道入轨方法和系统，包括远地点多次小推力变轨抬高近地点高度；利用摄动正向因素自然增大近地点幅角；均等合理分配各推力器工作时间；采用惯性指向方式完成每次点火变轨；正向偏置目标轨道近地点高度；在远地点附近进行小推力变轨降低近地点高度至目标值，最终完成卫星入轨；点火高度选择在28000公里以上。本发明中卫星在故障条件下仍可进入任务轨道并保证卫星使用寿命。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海卫星工程研究所
发明人：	陈祥;李鉴;别枢佑;李云飞;夏勇;卢晶;俞洁;杨立峰;赵晋
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-04T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-28T00:00:00+0800
申请号：	CN202311134429.5
公开号：	CN117125271A
代理机构：	上海段和段律师事务所
代理人：	韩成玲
分类号：	B64G1/24;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/24
申请人地址：	200240 上海市闵行区元江路3666号
主权项：	1.一种大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，包括：步骤S1、远地点多次小推力变轨抬高近地点高度，规避大气阻力、空间碎片、原子氧的对卫星不利的因素；步骤S2、卫星在轨自由运行若干月，利用摄动正向因素自然增大近地点幅角，节省改变近地点幅角所需推进剂；步骤S3、根据变轨速度增量需求，均等分配各推力器工作时间，保证各推力器寿命及后续在轨保持需求；步骤S4、根据各推力器安装方向，采用惯性指向方式完成每次点火变轨；步骤S5、正向偏置目标轨道近地点高度，其余参数均以任务轨道参数为目标值，使得点火后测控弧段时长满足要求及后续在远地点轨道捕获；步骤S6、在远地点附近进行小推力变轨降低近地点高度至目标值，最终完成卫星入轨；步骤S7、为规避空间环境单粒子效应对变轨过程的影响，点火高度选择在28000公里以上。 2.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S1中，抬高卫星轨道近地点高度至1000km～1100km，使得卫星安全后再实施下一阶段变轨。 3.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在卫星入轨倾角小于临界倾角63.4度时，利用地球摄动对近地点幅角的正向增大效应： w是近地点幅角，n是轨道平均角速度，Re是地球赤道半径，e是轨道偏心率，i是轨道倾角，J2是带谐项系数，t是时间，a是卫星轨道半长轴；待近地点幅角摄动增大至可接受范围时，开始进行下一阶段变轨。 4.根据权利要求3所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，所述可接受范围是指下一阶段变轨推进剂消耗量可满足任务寿命、推力器工作时长不超限。 5.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在进行下一阶段变轨时，在已经获得变轨速度增量Δv的情况下，获得变轨所需要喷射的推进剂总重，卫星所有推力器变轨所需要累计工作时长为 Δm表示获得变轨所需要喷射的推进剂总重； dm表示推力器单位时间喷射的推进剂质量。 6.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S4中，根据变轨速度增量方向，结合各推力器安装方向和使用时间需求，卫星需建立惯性指向姿态，确保推力器提供的推力方向沿速度增量方向，采用惯性指向方式完成变轨。 7.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S5中，根据点火后测控弧段时长需求，进行目标轨道高度正偏置，其余轨道参数均以任务轨道参数为目标，进入待捕获轨道。 8.根据权利要求1所述的大椭圆冻结轨道入轨方法，其特征在于，在所述步骤S6中，在远地点附近多次小推力点火以进行小推力变轨降低近地点高度至目标值，最终完成卫星入轨。 9.一种大椭圆冻结轨道入轨系统，其特征在于，包括：模块M1、令卫星远地点多次小推力变轨抬高近地点高度，规避大气阻力、空间碎片、原子氧的对卫星不利的因素；模块M2、令卫星在轨自由运行若干月，利用摄动正向因素自然增大近地点幅角，节省改变近地点幅角所需推进剂；模块M3、令卫星根据变轨速度增量需求，均等分配各推力器工作时间，保证各推力器寿命及后续在轨保持需求；模块M4、令卫星根据各推力器安装方向，采用惯性指向方式完成每次点火变轨；模块M5、令卫星正向偏置目标轨道近地点高度，其余参数均以任务轨道参数为目标值，使得点火后测控弧段时长满足要求及后续在远地点轨道捕获；模块M6、令卫星在远地点附近进行小推力变轨降低近地点高度至目标值，最终完成卫星入轨；模块M7、为规避空间环境单粒子效应对变轨过程的影响，令卫星点火高度选择在28000公里以上。 10.根据权利要求9所述的大椭圆冻结轨道入轨系统，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的大椭圆冻结轨道入轨方法对卫星进行控制。
所属类别：	发明专利