GEO卫星电推力器安装位置优化研究

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1、第25卷第4期航天器工程V01．25No．42016年8月SPACECRAFTENGINEERING33GEO卫星电推力器安装位置优化研究李强周志成袁俊刚王敏(中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094)摘要针对配置电推力器的地球静止轨道(GEO)卫星，研究了以位置保持效率为指标的电推力器最佳安装位置。分析了南北、东西位置保持所需推力大小与工作时间的关系，得到推力器安装位置与位置保持可控性的定量关系。分析了电推力器安装位置与角动量卸栽能力的关系，电推力器的推力方向越接近垂直，角动量卸载能力越大。以位置保持效率为最优目标，考虑卫星尺寸、位置保持可控性和角动

2、量卸载能力等约束条件，给出了电推力器最优安装位置的确定方法：根据位置保持效率及卫星尺寸约束，确定电推力器纵向与垂向安装位置；根据位置保持可控性和角动量卸载能力等约束条件，确定电推力器横向安装位置。利用一个典型优化算例对此方法进行验证，结果表明：该优化方法能够确定满足约束条件下的电推力器最优安装位置，可为GEO卫星电推进系统的布局设计提供参考。关键词地球静止轨道卫星；电推力器；最优安装位置；位置保持；角动量卸载中图分类号：V414．1文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673-8748．2016．04．006OptimizationAnalysi

3、sofElectricThrustersInstallationLocationonGEOSatelliteLIQiangZHOUZhichengYUANJungangWANGMin(InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Aimingattheelectricthrusters’installationlocationonGEOsatellite，theoptimizationinstallationloca

4、tionofelectricthrustersbasedonstationkeepingefficiencyisstudied．Therela-tionshipbetweenoperatingtimeandthrustwhichisneededbyNSSKandEWSKisanalyzed，thentherelationshipbetweenstationkeepingcontrollabilityandtheelectricthrustersinstallationloca—tionisgiven．Therelationshipbetweentheelectr

5、icthrustersinstallationlocationandanglemo—mentumdumpingcapabilityisalsoanalyzed，whichrevealsthattheanglemomentumdumpingca—pabilityachievesmaximumwhentheorientationoftWOthrustersisorthogonal．Themethodtodetermineoptimizationinstallationlocationofthethrustersisintroduced，takingintoconsi

6、dera—tionthestationkeepingcontrollability，anglemomentumdumpingcapabilityandthrusterssize．Thelongitudinalandperpendicularpositionisdeterminedbystationkeepingefficiencyandsatel—litesize，whilethetransversepositionisdeterminedbythestationkeepingcontrollabilityandanglemomentumdumpingcapab

7、ility．Finallyatypicaloptimizationexampleisprovided，whichrevealsthatthismethodcandeterminetheoptimizedinstallation10cationofthethrusters．Thismethod收稿日期：2015—12—08；修回日期：2016—05—05基金项目：国家重大航天工程作者简介：李强，男，硕士研究生，研究方向为航天器动力学与控制。Email：liqian918201@126．com。航天器工程25卷canprovideareferencetotheele

8、ctricthruste