GEO卫星在轨横向质心快速估算方法

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1、第25卷第5期航天器工程Vol_2jNO．51111堡!!旦量呈垒篁兰篁堡垒兰三兰竺篁!墼兰兰曼!些篁!!GEO卫星在轨横向质心快速估算方法刘伟(1上海卫星工程研究所1俞洁2杨立峰1洪振强，上海200240)(2上海航天技术研究院，上海201109)摘要针对地球静止轨道(GEO)卫星转移轨道段推进剂消耗量大，卫星横向质心偏移，导致变轨过程中发动机产生较大干扰力矩等情况，提出在轨使用推力器进行卫星横向质心估算的方法。为保证卫星姿态稳定控制，采用推力方向相同、力矩方向相反的成组推力器同时喷气激励，再用陀螺进行角速度测量，避免因力矩过大、控制系统暂停闭环控制时卫星产生较大的角速度。利用实例对横

2、向质心估算方法进行仿真验证，结果表明：估算方法仅需i0S的连续喷气激励，避免了卫星姿态的波动，估算误差可控，可用于GEO卫星转移轨道段的质心估算。关键词地球静止轨道卫星；在轨横向质心估算；推力器中图分类号：V412．41文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．05．006MethodofIn-orbitLateralCentroidFastEstimationofGEOSatelliteI。IUWeilYUJie2YANGI．ifen91HONGZhenqian91(1ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering

3、，Shanghai200240，China)(2ShanghaiAcademyofSpaceflightTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：ForGEOsatellites，thepropellantconsuminginlargequantitiesduringgeostationarytransferorbitresultsinsatellitelateralcentroiddeviationandconsequentlycausesrelativelylargeperturbedmoment．Inthisbackground，ameth

4、odtOestimatethelateralcentroidofasatetlitebasedonthrustersfiringisproposed．ThiscentroidestimationmethodusesthrustersinthesamedirectionbutintheoppositedirectionoftorquetOjetsimultaneouslytoavoidthetorquetObetoolarge，andusesagyrotomeasuretheangularvelocity．Bytheseconsiderations。thismethodcanensuret

5、hestabilityofsatelliteattitudewhentheclosed—loopcontrolisturnedoffduringmeasu—ring．Simulationresuitswithavalidationexampleshowthatthismethodiseffectivewithonlv10secondscontinuousthrust，andtheturbulanceOfsatelliteattitudeandestimatederrorarecontrol—lableSOthatitisfeasibleandavailabletoGE()satellit

6、ecentroidestimationduringgeostationarvtransferorbit．Keywords：GEOsatellite；in—orbitlateralcentroidestimation：thruster1引言地球静止轨道(GEO)卫星要经过多次远地点变轨才能到达目标轨道，在每次变轨过程中要消耗大量的推进剂。发射前，卫星的质心位置偏离几何中心，在推进剂减少后，质心将出现偏移。卫星质心的横向偏移量将引起变轨发动机(推力方向过卫星收稿日期：2016-01-12；修回日期：2016一06一05基金项目：国家重大航天工程作者简介：刘伟，男，硕士，工程师，研究方向为卫星

7、姿态动力学和控制。Email：liuweipp@sina．com。航天器工程25卷几何中心)在点火过程中产生较大的干扰力矩，一旦超出卫星的控制能力，卫星将失稳，甚至发生解体危险。因此，开展卫星质心位置的在轨测量研究，有利于保证控制系统远地点变轨过程中的姿态和轨道稳定控制。目前，国内外已经针对航天器质量特性的在轨测量问题开展了研究。文献[1—2]中提出了一种类似扩展卡尔曼滤波器的高斯二阶滤波的辨识方法，但该方法计算量较大，算法复杂。文