用于灾后遥感的共位衍射卫星隔离方法

针对地震发生后对受灾地区高精度地图的获取需求,考虑到静止轨道轨位的紧张性,研究了一种基于共位衍射的卫星成像系统。该系统由两颗共位卫星构成,一颗为成像卫星,另一颗为薄膜衍射卫星,相比于传统的单颗成像卫星,该系统具有响应迅速以及空间分辨率高的优势。本文基于共位策略和隔离策略相结合的设计原则,采用倾角/偏心率协调隔离的方法,设计了一组轨位在10.6E定点经度内的共位衍射成像系统轨道根数。通过仿真分析,将各个共位卫星之间相对距离与实际在轨卫星的相对距离做对比,仿真结果与实际数据间的误差满足一定的设计要求。因此,该组轨道根数在实际在轨应用中具备一定可行性,本文设计的共位衍射卫星系统为灾后应急响应提供重要参考。

共位衍射电磁航天器成像过程中的小推力控制

为了满足衍射成像系统在解决低轨遥感航天器覆盖范围小、目标重访周期长等问题的同时,而引入对航天器相对位置、姿态控制的需求。针对共位衍射航天器相对位置、姿态控制过程中传统推力器带来的羽流污染问题,采用电磁推力器和飞轮作为执行器,设计一种基于快速非奇异滑模的轨道控制器和基于PID的姿态控制器。所设计的快速非奇异滑模轨道控制器为共位衍射航天器频繁位置调整提供控制保障,基于PID的姿态控制器能够消除由电磁力耦合产生的电磁干扰力矩。研究结果表明:基于相对轨道动力学方程设计的快速非奇异滑模控制律鲁棒性好、收敛速度快,能够达到两颗共位衍射电磁航天器沿Z轴保持在10m相对距离的控制效果。在轨道调整过程中,其姿态能够通过PID算法稳定控制到期望姿态,使衍射成像结构一直保持不变,从而有效完成衍射成像任务。