低軌低傾角衛(wèi)星總體適應(yīng)性方案研究

低軌低傾角衛(wèi)星總體適應(yīng)性方案爭(zhēng)論針對(duì)低軌低傾角衛(wèi)星的簡(jiǎn)單光照特性開(kāi)展了深入分析,并論述了其對(duì)衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)的具體影響.基于軌道面光照角大動(dòng)態(tài)周期變化規(guī)律,系統(tǒng)地提出了四種典型的衛(wèi)星總體適應(yīng)性方案并比對(duì)分析了各方案特點(diǎn),最終結(jié)合載荷、任務(wù)等約束條件給出了方案選擇建議.可作為低軌低傾角衛(wèi)星的總體設(shè)計(jì)參考.《航天電子對(duì)抗》【年(卷),期】2023(033)0034(P16-18,58)低軌;低傾角;衛(wèi)星;偏航機(jī)動(dòng);對(duì)日定向葉小舟;黃業(yè)平;仲惟超;沈慶豐【作者單位】202309;上海衛(wèi)星工程爭(zhēng)論所,上正文語(yǔ)種】中文TN975星軌道分為不同類(lèi)型。依據(jù)偏心率不同，可分為：圓軌道(e=1(0<e<1)；依據(jù)傾角不同，可分為：赤道軌道(i=0°)、極軌道(i=90°)、傾斜軌道(0°<i<90°90°<i<180(500km<h<1500km)、中軌道(5000km<h<13000km19000km<h<25000km)、高軌道(a=42164.169km)[1]。通過(guò)選擇特定的軌道要素，可使運(yùn)行于某些軌道的衛(wèi)星具有特別性質(zhì)，以更好地滿(mǎn)足不同任務(wù)的需要。太陽(yáng)矢量始終保持穩(wěn)定的夾角，具有訪問(wèn)同一緯度地區(qū)時(shí)固定的特性[2]，同時(shí)為，增加了衛(wèi)星的能源、姿控及熱控等總體設(shè)計(jì)難度。能源平衡、姿控方案、熱控方案[3-6]等，本文從整星角度系統(tǒng)地提出了多種低軌給出了衛(wèi)星總體方案選擇建議。光照特性，表現(xiàn)為軌道面光照角在肯定范圍內(nèi)周期性震蕩。1000km，40°傾角軌道和太陽(yáng)同步軌道的軌道面光照角比照1140°6僅為-3.5°～+5.5°?？梢?jiàn)，低傾角軌道的光照角條件遠(yuǎn)比太陽(yáng)同步軌道惡劣。1000km40°2示。由上述分析可知太陽(yáng)光照角變化具有如下規(guī)律：光照角變化是周期性的，且由短周期運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)疊加而成。長(zhǎng)周期與地球12短周期與長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)疊加導(dǎo)致每個(gè)周期內(nèi)軌道面兩側(cè)的光照角幅值不一樣，穿過(guò)04020深入分析后可作為開(kāi)展總體適應(yīng)性設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化的根底。，從而給整星能源、姿控及熱控等設(shè)計(jì)帶來(lái)影響。能源設(shè)計(jì)影響為整星供給充分的能源保障，需重點(diǎn)考慮太陽(yáng)帆板的兩維對(duì)日定向設(shè)計(jì)。姿控設(shè)計(jì)影響量設(shè)備安裝在什么位置，太陽(yáng)光都會(huì)周期性地影響其正常工作。為連續(xù)輸出高精度姿勢(shì)測(cè)量數(shù)據(jù)，需要配置多臺(tái)姿勢(shì)測(cè)量產(chǎn)品，并進(jìn)展周期性的切換。為避開(kāi)姿勢(shì)測(cè)量產(chǎn)品視場(chǎng)干預(yù)同時(shí)躲避太陽(yáng)光及雜散光影響，需要反復(fù)迭代選需重點(diǎn)考慮產(chǎn)品配置、布局安裝、姿勢(shì)確定等設(shè)計(jì)。熱控設(shè)計(jì)影響衛(wèi)星的外熱流極為簡(jiǎn)單，無(wú)固定散熱面，壽命期內(nèi)會(huì)經(jīng)受全日照軌道和最大地影軌道。因此除常規(guī)熱控設(shè)計(jì)外，需重點(diǎn)考慮散熱面選擇、主動(dòng)熱控方式等設(shè)計(jì)。整星不機(jī)動(dòng)或整星機(jī)動(dòng)方案。整星不機(jī)動(dòng)1。整星機(jī)動(dòng)1)整星偏航角機(jī)動(dòng)機(jī)動(dòng)和固定偏航機(jī)動(dòng)。①整星連續(xù)偏航角度機(jī)動(dòng)2。②整星固定偏航角度機(jī)動(dòng)3。在一個(gè)太陽(yáng)高度角變化周期690°180°。該方法對(duì)地觀測(cè)誤差。3。具體工程實(shí)施中，可依據(jù)實(shí)際任務(wù)開(kāi)展相應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)：角閾值要求以削減每個(gè)周期的機(jī)動(dòng)次數(shù)。90°或-90°時(shí)，可選取固定的帆板偏置角度，即可滿(mǎn)足工作能源需求，無(wú)需進(jìn)展驅(qū)動(dòng)掌握。0°180°也可滿(mǎn)足工作需求。2)對(duì)日及對(duì)地定向模式切換整星對(duì)日及對(duì)地定向模式切換的方案中，衛(wèi)星能源、姿控及熱控的設(shè)計(jì)概要見(jiàn)表4。方案特點(diǎn)分析及選用建議5。綜上所述，結(jié)合衛(wèi)星具體任務(wù)載荷和工作需要，有以下建議：體適應(yīng)性方案；假設(shè)載荷可在±90°180°偏航姿勢(shì)下正常工作且每圈有長(zhǎng)時(shí)工作需要，則優(yōu)選整等設(shè)計(jì)；對(duì)于小傾角軌道，可依據(jù)載荷適應(yīng)力量?jī)?yōu)化偏航狀態(tài)，選擇小角度對(duì)稱(chēng)偏航或180°偏航角度機(jī)動(dòng)的總體適應(yīng)性方案；假設(shè)載荷可在整星偏航角度持續(xù)機(jī)動(dòng)過(guò)程中正常工作，則為了最大限度挖掘整星供案；對(duì)于每圈工作時(shí)間短、能源需求低的小衛(wèi)星，則優(yōu)選對(duì)日及對(duì)地定向模式切換方案。優(yōu)選方案建議。本文提出的方案與建議可作為低軌低傾角衛(wèi)星的總體設(shè)計(jì)參考?！觥鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】張育林,范麗,張艷,等.衛(wèi)星星座理論與設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2023.章仁為.衛(wèi)星軌道姿勢(shì)動(dòng)力學(xué)與掌握[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998.王穎,顧荃瑩.傾斜軌道航天器太陽(yáng)翼對(duì)日跟蹤方法探討[J].航天器工程,2023,18(3)：36-40．李小飛,喬明,陳琦.傾斜軌道衛(wèi)星能量平衡優(yōu)化分析方法[J].航天器工程,2023,23(4)：52-56．豐保民,陳占勝,葉立軍,等.傾斜軌道小衛(wèi)星太陽(yáng)高度