專利名稱：一種適用于導(dǎo)航geo衛(wèi)星的離軌方法
一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于航天飛行器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法。
背景技術(shù)：
由于衛(wèi)星導(dǎo)航具有覆蓋區(qū)域大、作用距離遠(yuǎn)以及受自然災(zāi)害破壞小等優(yōu)點(diǎn)，因此衛(wèi)星導(dǎo)航得到了廣泛應(yīng)用。隨著航天科技的發(fā)展，人類利用太空的能力不斷增強(qiáng)，空間資源變得日趨緊張。GEO衛(wèi)星數(shù)量急劇增加，每年都有部分衛(wèi)星失去控制，在地球同步軌道附近振蕩，對在軌正常運(yùn)行衛(wèi)星和未來發(fā)射的GEO衛(wèi)星形成潛在的危險(xiǎn)。為了減少地球靜止軌道空間碎片，凈化地球靜止軌道空間環(huán)境，建議將即將死亡的衛(wèi)星送入墳?zāi)管壍?。墳?zāi)管壍酪喾Q為棄星軌道或死亡軌道。
對于墳?zāi)管壍赖?近地點(diǎn)最小高度，國際上有三種建議。IAA建議墳?zāi)管壍赖慕攸c(diǎn)最小高度為=GEO高度+300 400km ；ITU建議墳?zāi)管壍赖慕攸c(diǎn)最小高度為:GE0高度+300km ；IADC建議墳?zāi)管壍赖慕攸c(diǎn)最小高度為=AiTmm =235 + 10000-，式中:Cr是衛(wèi)星 m表面反射系數(shù)，當(dāng)衛(wèi)星表面為鏡反射時(shí)取2，當(dāng)衛(wèi)星表面為黑體時(shí)取I ;A是衛(wèi)星垂直太陽光的照射面積是衛(wèi)星質(zhì)量。
我國區(qū)域?qū)Ш叫亲褂昧艘欢〝?shù)量的靜止軌道衛(wèi)星，并且后續(xù)全球星座將繼續(xù)使用一些靜止軌道衛(wèi)星。為了不影響以后我國對區(qū)域星座GEO軌位的使用，必須使壽命結(jié)束的導(dǎo)航GEO衛(wèi)星正常離開GEO軌道。目前尚無標(biāo)準(zhǔn)的離軌方法可借鑒。
從以上分析可知，有必要提供導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法來完成靜止導(dǎo)航衛(wèi)星離軌操作，以支后續(xù)全球?qū)Ш叫亲M網(wǎng)建設(shè)工作。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法，本發(fā)明給出了導(dǎo)航GEO衛(wèi)星離軌操作及要求，確保證了導(dǎo)航GEO衛(wèi)星壽命結(jié)束后順利進(jìn)入棄置軌道。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法，包括以下步驟，
(I)確定離軌衛(wèi)星中衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)，及離軌前星上推進(jìn)劑剩余情況；所述衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)包括控制推進(jìn)分系統(tǒng)工作狀態(tài)、電源分系統(tǒng)工作狀態(tài)、有效載荷分系統(tǒng)工作狀態(tài)以及遙測遙控分系統(tǒng)工作狀態(tài)；推進(jìn)劑剩余情況用于確定當(dāng)前時(shí)刻的衛(wèi)星推進(jìn)劑能否完成衛(wèi)星的離軌操作；
(2)根據(jù)所述衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)及所述推進(jìn)劑剩余情況，確定衛(wèi)星離軌方案，所述衛(wèi)星離軌方案包括衛(wèi)星離軌后軌道高度、離軌控制批次和控制量、離軌后軌道偏心率、離軌所需推進(jìn)劑使用量；
(3)根據(jù)所述衛(wèi)星離軌方案，對衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定；
(4)利用所述衛(wèi)星離軌用推力器實(shí)施所述衛(wèi)星離軌方案，并在衛(wèi)星完成離軌操作后，對離軌衛(wèi)星進(jìn)行鈍化操作，所述鈍化操作包括剩余燃料排空、高壓氣瓶排空、星上活動部件鈍化以及蓄電池鈍化。
所述衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定的方法為:
通過遙控指令控制所述衛(wèi)星離軌用推力器進(jìn)行噴氣；
對噴氣后衛(wèi)星軌道進(jìn)行測定；
根據(jù)測定結(jié)果對所述衛(wèi)星離軌用推力器進(jìn)行標(biāo)定。
所述衛(wèi)星離軌后軌道高度至少為300km。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明方法適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星離軌操作，考慮了工程實(shí)際的各種約束條件，滿足工程實(shí)際的要求。
(2)本發(fā)明根據(jù)導(dǎo)航GEO衛(wèi)星實(shí)際情況給出了導(dǎo)航GEO衛(wèi)星離軌高度要求，保證衛(wèi)星離軌高度滿足要求。
(2)本發(fā)明離軌控制操作是根據(jù)導(dǎo)航GEO衛(wèi)星離軌推力器的實(shí)際性能為依據(jù)，確保衛(wèi)星離軌高度的精度要求。


圖1為本發(fā)明方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
如圖1所示，為本發(fā)明流程圖，具體步驟如下:
第一步確定需要離軌衛(wèi)星星上設(shè)備的工作狀態(tài)，同時(shí)分析離軌前星上推進(jìn)劑剩余情況。其中，該星上設(shè)備的工作狀態(tài)包括控制推進(jìn)分系統(tǒng)工作狀態(tài)、電源分系統(tǒng)工作狀態(tài)、有效載荷分系統(tǒng)工作狀態(tài)以及遙測遙控分系統(tǒng)工作狀態(tài)；星上推進(jìn)劑剩余情況用于明確當(dāng)前衛(wèi)星的推進(jìn)劑是否足夠完成當(dāng)前衛(wèi)星的離軌操作。
第二步根據(jù)上述確定的星上設(shè)備的工作狀態(tài)及推進(jìn)劑剩余情況，指定衛(wèi)星離軌方案。該離軌方案包括衛(wèi)星離軌后軌道高度、離軌控制批次和控制量、離軌后軌道偏心率、離軌所需推進(jìn)劑使用量。
第三步根據(jù)上述確定的衛(wèi)星離軌方案，對衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定，具體標(biāo)定過程是:遙控使推力器噴氣，對噴氣后軌道進(jìn)行測定，將測軌結(jié)果與推力器噴氣對軌道影響的仿真結(jié)果作比較，分析確定推力器實(shí)際效率。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果，按照衛(wèi)星離軌方案制定離軌實(shí)施控制策略，對衛(wèi)星實(shí)施離軌操作，推力器標(biāo)定可保證離軌控制的精度，以確保離軌高度和偏心率滿足要求。
第四步在完成對衛(wèi)星離軌操作使衛(wèi)星到達(dá)設(shè)定軌道高度后，對離軌衛(wèi)星進(jìn)行鈍化操作，以保證衛(wèi)星在離軌軌道上的安全性。該鈍化操作包括剩余燃料排空、高壓氣瓶排空、星上活動部件鈍化以及蓄電池鈍化。
本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1.一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法，其特征在于，包括以下步驟， (1)確定離軌衛(wèi)星中衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)，及離軌前星上推進(jìn)劑剩余情況；所述衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)包括控制推進(jìn)分系統(tǒng)工作狀態(tài)、電源分系統(tǒng)工作狀態(tài)、有效載荷分系統(tǒng)工作狀態(tài)以及遙測遙控分系統(tǒng)工作狀態(tài)；推進(jìn)劑剩余情況用于確定當(dāng)前時(shí)刻的衛(wèi)星推進(jìn)劑能否完成衛(wèi)星的離軌操作； (2)根據(jù)所述衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)及所述推進(jìn)劑剩余情況，確定衛(wèi)星離軌方案，所述衛(wèi)星離軌方案包括衛(wèi)星離軌后軌道高度、離軌控制批次和控制量、離軌后軌道偏心率、離軌所需推進(jìn)劑使用量； (3)根據(jù)所述衛(wèi)星離軌方案，對衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定； (4)利用所述衛(wèi)星離軌用推力器實(shí)施所述衛(wèi)星離軌方案，并在衛(wèi)星完成離軌操作后，對離軌衛(wèi)星進(jìn)行鈍化操作，所述鈍化操作包括剩余燃料排空、高壓氣瓶排空、星上活動部件鈍化以及蓄電池鈍化。
2.如權(quán)利要求1所述離軌方法，其特征在于，所述衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定的方法為: 通過遙控指令控制所述衛(wèi)星離軌用推力器進(jìn)行噴氣； 對噴氣后衛(wèi)星軌道進(jìn)行測定； 根據(jù)測定結(jié)果對所述衛(wèi)星離軌用推力器進(jìn)行標(biāo)定。
3.如權(quán)利要求1所述離軌方法，其特征在于，所述衛(wèi)星離軌后軌道高度至少為300km。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于導(dǎo)航GEO衛(wèi)星的離軌方法，包括以下步驟，(1)確定離軌衛(wèi)星中衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)，及離軌前星上推進(jìn)劑剩余情況；(2)根據(jù)所述衛(wèi)星設(shè)備的工作狀態(tài)及所述推進(jìn)劑剩余情況，確定衛(wèi)星離軌方案；(3)根據(jù)所述衛(wèi)星離軌方案，對衛(wèi)星離軌用推力器的性能進(jìn)行標(biāo)定；(4)利用所述衛(wèi)星離軌用推力器實(shí)施所述衛(wèi)星離軌方案，并在衛(wèi)星完成離軌操作后，對離軌衛(wèi)星進(jìn)行鈍化操作。本發(fā)明給出了導(dǎo)航GEO衛(wèi)星離軌操作及要求，確保證了導(dǎo)航GEO衛(wèi)星壽命結(jié)束后順利進(jìn)入棄置軌道。
文檔編號B64G1/24GK103144784SQ201310059829
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者高照照, 楊慧, 張?jiān)仆? 袁莉芳, 李美紅, 王海紅, 定宇, 雪丹 申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部