一种SADA星上控制方法、系统、电子设备和存储介质与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品，因此，本发明可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、低轨卫星通信的蓬勃发展已经成为当今世界科技领域最为引人注目的竞争焦点之一。先进的低轨卫星通信技术不仅将实现全球实时连接，更将为众多领域的应用提供强大支撑。

2、低轨互联网卫星星座利用运行在200km～2000km轨道高度的卫星群向地面提供宽带互联网接入服务，通过多颗卫星组网实现全球覆盖。过去，低轨卫星因为距离地面较近，多用于对地观测；随着卫星成本及运载火箭发射价格的下降，采用低轨通信卫星星座提供互联网接入服务具备了较大的竞争力，全球多个企业提出了低轨星座计划并逐渐付诸实施。

3、卫星通信与地面通信网逐步从竞争走向互补，最终将走向融合。天基互联网适用于边远地区、农村、山区、海岛、灾区以及远洋舰队和远航飞机等陆地通信不易覆盖的地区，是地面互联网的重要补充。

4、平板卫星从外形上看，它和传统意义上的卫星的形状完全不一样，它是一个平板的状态，平板卫星可堆叠，充分利用火箭运载能力，目前是低轨巨型通信星座卫星的重要发展方向。

5、通信卫星常携带大面积太阳帆板，卫星在轨运行期间，为保证星上能源供应，通过二维驱动机构驱动太阳帆板转动实现帆板法线对日。太阳帆板驱动装置(sada，solararray drive assembly)为复杂机电设备，通过接收指令输出控制力矩驱动太阳帆板转动。

6、在卫星通信系统中，通过建立星间链路，使得整个卫星通信系统能够扩大系统的覆盖范围、减少传输时延、独立组网、在一定程度上解决地面蜂窝网的漫游问题。

7、巨型通信星座中卫星需建立星间同轨、异轨通信链路，为了避免太阳帆板对通信链路的遮挡采用举升式太阳翼。针对举升式太阳翼构型卫星的sada设备配置方案及基于太阳敏感器测量数据的sada驱动控制方法的研究较少。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体提供了一种sada星上控制方法、系统、电子设备和存储介质，具体如下：

2、1)第一方面，本发明提供一种sada星上控制方法，具体技术方案如下：

3、根据卫星的运行轨道信息及发射入轨时间，并使用stk软件计算beta角度与星时之间的对应关系；

4、基于beta角度与星时之间的对应关系、每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息、每个转动机构的状态信息，对每个转动机构进行自动控制；

5、其中，卫星上连接有三个依次排列设置的转动机构，位于中间的转动机构的旋转轴与位于两边的转动机构的旋转轴垂直，位于两边的转动机构分别连接一个太阳帆板，每个太阳帆板上设置一个太阳敏感器。

6、本发明提供的一种sada星上控制方法的有益效果如下：

7、能够实现采用3个转动机构驱动两个太阳帆板实现帆板对日，同时，实现位于中间的转动机构的旋转轴与位于两边的转动机构之间的运动互斥(可实现不同时运动)，降低太阳帆板运动对卫星的姿态稳定度影响，适用于通信卫星长期对地定向对轨道系零姿态工作模式时的sada控制，工程实施可操作性强，尤其适用于低轨巨型星座中的采用举升式太阳翼的平板通信卫星。

8、在上述方案的基础上，本发明的一种sada星上控制方法还可以做如下改进。

9、进一步，基于beta角度与星时之间的对应关系、每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息、每个转动机构的状态信息，对每个转动机构进行自动控制，包括：

10、根据每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获，得到第一判断结果；

11、当第一判断结果为是时，根据beta角度与星时之间的对应关系、位于中间的转动机构的预设转动角速度和另外两个转动机构的预设转动角速度和期望转动角度位置，控制每个转动机构对太阳进行跟踪；

12、当第一判断结果为否时，基于beta角度与星时之间的对应关系以及每个转动机构的状态信息，控制所有转动机构进行太阳捕获。

13、进一步，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获之前，还包括：

14、根据每个转动机构的状态信息，判断是否存在发生故障的转动机构，得到第二判断结果；

15、当第二判断结果为否时，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获。

16、进一步，还包括：

17、当第二判断结果为是时和/或卫星的星体姿态角速度异常时，进行应急处理。

18、2)第二方面，本发明还提供一种sada星上控制系统，具体技术方案如下：

19、包括对应关系获取模块和自动控制模块；

20、对应关系获取模块用于：根据卫星的运行轨道信息及发射入轨时间，并使用stk软件计算beta角度与星时之间的对应关系；

21、自动控制模块用于：基于beta角度与星时之间的对应关系、每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息、每个转动机构的状态信息，对每个转动机构进行自动控制；

22、其中，卫星上连接有三个依次排列设置的转动机构，位于中间的转动机构的旋转轴与位于两边的转动机构的旋转轴垂直，位于两边的转动机构分别连接一个太阳帆板，每个太阳帆板上设置一个太阳敏感器。

23、在上述方案的基础上，本发明的一种sada星上控制系统还可以做如下改进。

24、进一步，自动控制模块具体用于：

25、根据每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获，得到第一判断结果；

26、当第一判断结果为是时，根据beta角度与星时之间的对应关系、位于中间的转动机构的预设转动角速度和另外两个转动机构的预设转动角速度和期望转动角度位置，控制每个转动机构对太阳进行跟踪；

27、当第一判断结果为否时，基于beta角度与星时之间的对应关系以及每个转动机构的状态信息，控制所有转动机构进行太阳捕获。

28、进一步，自动控制模块还用于：在判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获之前，根据每个转动机构的状态信息，判断是否存在发生故障的转动机构，得到第二判断结果；当第二判断结果为否时，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获。

29、进一步，自动控制模块还用于：当第二判断结果为是时和/或卫星的星体姿态角速度异常时，进行应急处理。

30、3)第三方面，本发明还提供一种电子设备，电子设备包括处理器，处理器与存储器耦合，存储器中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使电子设备实现上述任一项sada星上控制方法。

31、4)第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一项sada星上控制方法。

32、需要说明的是，本发明的第二方面至第四方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。

技术特征：

1.一种sada星上控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种sada星上控制方法，其特征在于，基于beta角度与星时之间的对应关系、每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息、每个转动机构的状态信息，对每个转动机构进行自动控制，包括：

3.根据权利要求2所述的一种sada星上控制方法，其特征在于，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获之前，还包括：

4.根据权利要求3所述的一种sada星上控制方法，其特征在于，还包括：

5.一种sada星上控制系统，其特征在于，包括对应关系获取模块和自动控制模块；

6.根据权利要求5所述的一种sada星上控制系统，其特征在于，所述自动控制模块具体用于：

7.根据权利要求6所述的一种sada星上控制系统，其特征在于，所述自动控制模块还用于：在判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获之前，根据每个转动机构的状态信息，判断是否存在发生故障的转动机构，得到第二判断结果；当所述第二判断结果为否时，判断所有转动机构是否已经完成太阳捕获。

8.根据权利要求7所述的一种sada星上控制系统，其特征在于，所述自动控制模块还用于：当所述第二判断结果为是时和/或所述卫星的星体姿态角速度异常时，进行应急处理。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行，以使所述电子设备实现如权利要求1至4任一项权利要求所述的一种sada星上控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现如权利要求1至4任一项权利要求所述的一种sada星上控制方法。

技术总结
本发明公开了一种SADA星上控制方法、系统、电子设备和存储介质，涉及卫星姿态控制技术领域，方法包括：根据卫星的运行轨道信息及发射入轨时间，并使用STK软件计算Beta角度与星时之间的对应关系；基于Beta角度与星时之间的对应关系、每个太阳敏感器测量得到的太阳矢量信息、每个转动机构的状态信息，对每个转动机构进行自动控制；其中，卫星上连接有三个依次排列设置的转动机构，位于中间的转动机构的旋转轴与位于两边的转动机构的旋转轴垂直，位于两边的转动机构分别连接一个太阳帆板，每个太阳帆板上设置一个太阳敏感器。本发明能够降低太阳帆板运动对卫星的姿态稳定度的影响，工程实施可操作性强。

技术研发人员：张安强,高恩宇,孔令波
受保护的技术使用者：北京微纳星空科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23