GEO电推进卫星轨道漂移策略研究

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1、V01．25No．4航天器工程第25卷第4期20SPACECRAFTENGINEERING2016年8月GEO电推进卫星轨道漂移策略研究赵义平李峰经姚翔李大伟(中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094)摘要为满足GEO卫星定点位置调整的需求，利用电推力器在GEO上的控制方法，以轨道倾角、漂移经度和漂移率为目标，提出了一套结合南北位置保持的GEO卫星电推进轨道漂移策略。通过分析电推进平台在进行位置保持时的电推力器控制方法，设计电推力器点火策略，得出了漂移阶段推力器点火时刻及时长的计算方法，并分析出漂移各个阶段

2、时间的估算公式。利用龙格库塔法对该策略进行了数值仿真验证，结果表明：文章中提出的电推进平台轨道漂移策略能够在无须姿态大幅调整并不增加额外燃料消耗的基础上完成对目标经度的轨道转移，满足漂移任务要求，并保证轨道倾角在漂移过程中稳定在0．010以内。关键词GEO卫星；电推进；漂移；南北位置保持；点火策略中图分类号：V474．2文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．04．004StrategyofGEOElectricPropulsionSatelliteOrbitDriftZHA

3、OYipingLIFengJINGYaoxiangLIDawei(InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Withtargettheorbitinclination，driftlongitudeanddriftrateastargets，atrajectorydriftstrategyoftheGEOsatelliteonelectricpropulsionplat

4、formispresentedfortheGEOsatel—litestationarypositionadjustmentmissionbyusingelectricpropulsioncontroltechnique．Refer—ringtoelectricpropulsioncontrollaw，thefirepositionanddurationarefiguredoutandtheesti—mationformulasforthedurationsinthedriftstagesareanalyzedbas

5、edontheGEOsatelliteper-turbationtheory．TheresultvalidatedwiththenumericalsimulationbyRunge—Kuttashowsthatthedriftstrategyfortheelectricpropulsionplatformmentionedinthearticlesatisfiesthemis—sion’Sdemandsforlongitudevariationanddriftrateandensurestheinclinationb

6、elowthe0．01。withoutattitudeadjustmentandadditionalfuel．Keywords：GEOsatellite；electricpropulsion；drift；north-southstationkeeping；ignitionstrategy1引言由于电推进技术具有高比冲、长寿命、小推力的特点，可显著提高航天器的有效载荷质量比，延长其工作寿命并降低发射成本，因此在各种空间任务中，国内外航天发展都对电推进提出了明确的需求u{j。电推进技术在航天型号中的应用按照以下三个阶段发

7、展[3]：①阶段一，完成卫星平台的南北位置保持(以下简称位保)任务。从20世纪90年代末开始，电推进逐渐被商业卫星用于南北位保，化学推进完成全部的轨道提升。当前，南北位保仍然是高轨商收稿日期：2016—05—05；修回日期：2016-06—17作者简介：赵义平，男，硕士研究生，研究方向为航天器动力学。Email：zyp50601@163．corn。第4期赵义平等：GEO电推进卫星轨道漂移策略研究业卫星使用最多的方式。对于南北位保任务，典型的电推力器XIPS-13离子推力器和SPT-100霍尔推力器，电推进工作功率为1

8、000W量级。②阶段二，在轨位保+部分轨道转移任务。在南北位保任务的基础上，电推进还执行部分轨道转移的任务，在轨道转移最后阶段做轨道提升。化学推进则相应地更加侧重于完成轨道转移前期的轨道提升。此阶段电推进功率达到或接近10000W量级，一般使用两台5000W量级的推力器同时工作实现。③阶段三，位保+轨道转移。此方式下卫星将不配置远地点化学发动机