卫星大型旋转载荷动平衡控制应用研究

卫星携带的转动体的动不平衡对星体产生非期望的干扰力矩,进而影响卫星姿态,为此在卫星高品质运动控制中必须对转动体的动平衡特性进行控制。本文在建立卫星多挠性体姿态动力学模型的同时,分析了动平衡检测在转动体残余干扰力矩分析中的应用,提出了大型旋转载荷动平衡控制方法和流程,最后通过实际工程应用情况,验证了该动平衡控制方法和流程的实用性和有效性。

基于陀螺和星敏感器的卫星姿态确定算法

主要研究了基于陀螺和星敏感器配置的卫星姿态确定算法。为保证卫星姿态确定的高精度,利用星敏感器提供的姿态四元数结合扩展卡尔曼滤波,对陀螺漂移进行实时补偿。并利用在轨数据,通过matlab数学仿真,验证了高精度滤波算法的有效性。所设计的滤波器能准确估计陀螺漂移,估计误差优于5.56×10-5(o)/s;姿态估计误差优于0.01o,从而有效抑制了姿态测量噪声。

卫星偏流角的矢量计算方法研究

对一种近地圆轨道遥感卫星偏流角的矢量计算方法进行了研究。基于考虑地球自转时偏流角的定义和相关坐标系,将计算偏流角用的速度矢量分解为数个速度的矢量和,由坐标系转换关系,根据卫星地面物点定位信息确定其相对速度,推导出卫星本体坐标系中偏流角的计算公式。算法的基本运算无需求导,可有效避免求导过程中牵连速度计算,具有模型准确、计算简便、结果精确、物理意义清晰、排查错误容易等优点。在不同三轴姿态角、载荷视物前向角和侧向角条件下进行了数学仿真计算,结果发现计算结果与偏流角定义相符,卫星偏流角随星下点地理纬度和纬度幅角的变化分别为封闭类圆和1/2周期的类正弦曲线,而视物前向角、侧向角,滚动角,俯仰角对偏流角的影响较小。该计算方法已用于高分五号(GF-5)卫星的星上偏流角计算软件。

图像检测在航天器太阳帆板遮挡分析中的应用

航天器太阳帆板遮挡分析是电源系统设计的基础。传统分析方法通常将航天器本体简化为规则外形或划分成三角网格后计算太阳帆板的遮挡面积,具有适用范围小或计算精度未能估算的缺点,无法精确计算外形复杂的航天器本体对太阳帆板的遮挡面积。为解决上述问题,提出一种将图像检测应用于航天器太阳帆板遮挡分析的方法。首先对太阳帆板贴片面与航天器其余部分设置不同颜色,再将航天器本体沿太阳平行光方向投影至太阳帆板平面得到遮挡图,通过颜色特性比对检测遮挡图的太阳帆板区域,最终通过统计太阳帆板区域的像素数量获得太阳帆板的未遮挡面积,并给出误差估算方法。仿真结果表明,图像检测方法可分析外形复杂的航天器本体对太阳帆板的遮挡面积变化情况。

基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法研究

对一种基于三轴气浮台的微波成像仪干扰力矩测量方法进行了研究。用三轴气浮台实现微波成像仪的静不平衡量、动不平衡量的测量和现场整机配平,经在轨飞行验证,卫星姿态稳定度有大幅提高,方法有效、可行。

"神舟"号飞船帆板驱动系统堵转校核

利用简化模型分析了太阳帆板驱动系统产生堵转现象的原因.用牛顿-欧拉法和拉格朗日方法建立了"神舟"号帆板的动力学模型,用模态截断方法对方程进行了化简.在对"神舟"号飞船帆板进行堵转校核时考虑了驱动系统的回差和谐波减速器的单向传递特性,分析了驱动力矩和驱动频率对系统堵转现象的影响.