虹湾地区高分辨率成像轨控方案

为了获取分辨率更高的全月面图像数据,并对嫦娥三号任务预选着落区之一的虹湾地区进行高分辨率成像,"嫦娥二号"卫星提高了CCD立体相机的分辨率,并通过降轨机动进一步降低轨道高度,在远月点高度100km和近月点高度15km的椭圆轨道(简称试验轨道)的近月点附近对虹湾地区进行高分辨率成像。由于卫星能源的限制,卫星在该轨道上不能长时间停留。为了保证成像质量,要求太阳高度角必须高于15°。另外,必须有足够的测控弧段来满足测定轨道精度要求。这些约束条件都对该轨道的控制实施方案设计提出了很高的要求。文章结合嫦娥一号任务的工程实践经验,基于中国自身的测控资源和测控条件,对试验轨道进行了特性分析,根据成像约束条件和测定轨要求,给出了试验轨道的控制计算方案,提出了固定开机时刻和燃料最优两种计算方法解算控制参数。计算结果和误差分析结果表明卫星在试验轨道内满足安全和成像要求,确认了该方案的正确性和可行性。