中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心陳婷獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心申請的專利用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法、系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116750209B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202310855042.2,技術領域涉及:B64G1/24;該發(fā)明授權用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法、系統(tǒng)是由陳婷;王尊;吳會英;常亮;易山;邵帥;王猛設計研發(fā)完成,并于2023-07-12向國家知識產權局提交的專利申請。
本用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法、系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明提供了一種用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法、系統(tǒng)。方法包括:獲取有效載荷的探測器的輸出信息,輸出信息包括地標激光通過光學鏡頭在探測器上的光點坐標;根據(jù)輸出信息計算有效載荷基準光軸與地標激光的光軸偏角;根據(jù)光軸偏角計算最終星站矢量,最終星站矢量為衛(wèi)星本體坐標系下由衛(wèi)星質心指向地面通信站的單位矢量;根據(jù)最終星站矢量計算測量對站角;獲取衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和衛(wèi)星平臺定姿角速度;根據(jù)對站角、衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和衛(wèi)星平臺定姿角速度計算衛(wèi)星三軸控制力矩,根據(jù)衛(wèi)星三軸控制力矩控制衛(wèi)星平臺運動。本發(fā)明利用有效載荷的探測器的輸出信息作為衛(wèi)星平臺的控制系統(tǒng)的輸入信息,可以省去粗跟蹤系統(tǒng),使得系統(tǒng)簡化。
本發(fā)明授權用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法、系統(tǒng)在權利要求書中公布了:1.一種用于星地對準的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法,其特征在于,包括: 獲取有效載荷的探測器的輸出信息,所述輸出信息包括地標激光通過光學鏡頭在所述探測器上的光點坐標; 根據(jù)所述輸出信息計算有效載荷基準光軸與地標激光的光軸偏角; 根據(jù)所述光軸偏角計算最終星站矢量,所述最終星站矢量為衛(wèi)星本體坐標系下由衛(wèi)星質心指向地面通信站的單位矢量; 根據(jù)所述最終星站矢量計算測量對站角; 獲取衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和衛(wèi)星平臺定姿角速度; 根據(jù)所述對站角、所述衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和所述衛(wèi)星平臺定姿角速度計算衛(wèi)星三軸控制力矩,根據(jù)所述衛(wèi)星三軸控制力矩控制衛(wèi)星平臺運動; 其中,通過如下公式計算光軸偏角: α=Kcamx-x0 β=Kcamy-y0 其中,α和β為所述光軸偏角,Kcam為與有效載荷的探測器像素幾何距離、焦距相關的常值系數(shù),x0、y0為有效載荷的探測器中心點偏移量修正值,光點坐標為x,y,0; 其中,根據(jù)所述光軸偏角計算最終星站矢量包括:根據(jù)所述光軸偏角計算初始星站矢量,所述初始星站矢量為探測器坐標系下由衛(wèi)星質心指向地面通信站的矢量;根據(jù)探測器坐標系到衛(wèi)星本體坐標系的轉換矩陣將初始星站矢量轉換為中間星站矢量;對所述中間星站矢量進行正則化,獲得所述最終星站矢量; 其中,根據(jù)所述對站角、所述衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和所述衛(wèi)星平臺定姿角速度計算衛(wèi)星三軸控制力矩包括:根據(jù)所述對站角和預設的期望對站角計算對站誤差角;根據(jù)所述衛(wèi)星平臺定姿姿態(tài)角和預設的期望姿態(tài)角計算對站軸向誤差姿態(tài)角;根據(jù)所述衛(wèi)星平臺定姿角速度和預設的期望角速度計算誤差角速度;根據(jù)所述對站誤差角、所述對站軸向誤差姿態(tài)角和所述誤差角速度計算衛(wèi)星三軸控制力矩; 通過如下公式計算衛(wèi)星三軸控制力矩: 其中,Kp=[kpxkpykpz]、Kd=[kdxkdykdz]、Ki=[kixkiykiz]分別為設計的比例、微分、積分控制參數(shù),Ti_pre=[Tix_preTiy_preTiz_pre]T為上一各控制周期的Ti,初值取Ti0=[000]T,對站誤差角和θe,對站軸向誤差姿態(tài)角ψe,誤差角速度ωex、ωey、ωez。
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