精确轨道航天器的姿态机动策略选择

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1、第35卷第1期2016年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．35No．1February2016引用格式：席露华，刘勇，崔雁．精确轨道航天器的姿态机动策略选择EJ3．飞行器测控学报，2016，35(1)：048—052．XiLuhua，LiuYong，CuiYan．SelectionofattitudecontrolstrategyforpreciseorbitspacecraftEJ3．JournalofSpacecraftTT&CTechnology，2016，35(1)：048—052．精确

2、轨道航天器的姿态机动策略选择席露华，刘勇，崔雁(北京航天飞行控制中心·北京·100094)摘要：航天器姿态控制一直是地面飞控的核心，尤其对于有精确轨道控制要求的航天器，姿态控制的策略选择直接关系任务成败。探月三期月地高速再入返回任务对再入角有着严格要求，为了实现返回器高精度再入，在系统介绍服务舱的姿态控制模式、控制方法和控制流程的基础上，提出了利用修改相平面参数和轮控调姿，以建立轨控姿态，从而减少姿控喷气，并提高轨控精度的方法。飞行结果表明，中途修正的控制精度从最初的分米量级提高至0．009m／s。高精度轨道控制使得提前32h再入角控制精度达到0．02

3、4。，较设计指标提高1个数量级。文中提及的轮控调姿方法可作为未来深空探测任务姿态控制的设计参考。关键词：姿态控制；轮控；相平面参数；控制精度；再入返回中图分类号：V448．22+1文献标志码：A文章编号：1674—5620(2016)01—0048-05DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2016-01—0048—05SelectionofAttitudeControlStrategyforPreciseOrbitSpacecraftXILuhua，LIUYong，CUIYan(BeijingAerospaceControlCen

4、ter，Beijing100094)Abstract：Attitudecontrolofspacecraftisalwaysthecoreofagroundcontrolcenter．Forapreciseorbitspacecraft，attitudecontrolstrategyisdirectlyrelatedtosuccessofthemission．ThecircumlunarreturnandreentryspacecraftofthethirdphaseofChineselunarexplorationprogramhasstrictre

5、quirementsforreentryangle．Inordertoachievehighprecisionreentry，attitudecontroljethasbeenreducedsignificantlyandorbitcontrolaccuracyisimproveddra—maticallythroughphase-planeparametermodificationandmomentumwheelcontrolfollowingintroductionoftheat—titudecontrolmodes，methodsandproce

6、dures．Flightresultsshowthatorbitcorrectionaccuracyincreasesfromtheinitialdecimeterlevelto0．009m／s，andthereentryangleaccuracyreaches0．024。in32hoursadvance，onelevelofimprovementcomparedwithdesignindex．Themomentumwheelattitudecontrolmentionedinthispapercanbeusedasreferenceforfuture

7、deepspaceexplorationmissionattitudecontrolsystem．Keywords：attitudecontrol；momentumwheelattitudecontrol；phase-planeparameter；controlprecision；reentry0引言我国的探月工程分“绕、落、回”三步实施，对于有精确轨道控制要求的嫦娥系列卫星，地面飞控中心必须考虑姿态控制对轨控精度的影响，本文以再人返回飞行任务为背景，介绍了嫦娥卫星的典型姿态控制流程及控制策略，提高再入点精度的措施以及飞行验证结果，并对后续任务姿态控制

8、方案给出建议。1问题提出探月工程三期再入返回飞行任务的主要目的是模拟嫦娥五号任务的飞行过程和返