Welcome-球速体育姿态控制与轨道控制系统 UML理论建模

　　球速体育是获取并保持卫星在太空定向（即卫星相对于某个参考坐标系的姿态）的技术，包括姿态稳定和姿态控制两个方面。前者要求将卫星上安装的有效载荷对空间的特定目标定向、跟踪或扫描，这种克服内外干扰力矩使卫星姿态保持对某参考方位定向；后者是把卫星从一种姿态转变为另一种姿态的再定向过程。其硬件系统包括敏感器、控制器和执行机构三个部分

　　卫星姿态控制可以分为被动和主动控制两大类，以与介于两者之间的半被动和半主动控制

　　被动控制利用卫星本事动力学特性（如角动量、惯性矩），或卫星与环境相互作用产生的外力矩作为控制力矩源。

　　主动控制利用星上能源（电能或推进剂工质），依靠直接或间接敏感到的姿态信息，按一定的控制律操纵控制力矩器实现姿态控制。

　　本卫星旨在对于与其附近海域的侦查探测，并将信息汇总传送回地面接收站，三颗卫星先要共同工作，后期又分开观测，对于整体的姿态控制和分开后各个个体的控制都有很高的要求。考虑到卫

　　星形状与对地观测要求，对其采用对地定向三轴稳定的设计方案，以质心轨道坐标系作为其参考坐标系。为保证空间方位和姿态确定的精度要求，使用多传感器的设计，并通过飞轮三轴姿态控制辅助以喷气推力姿态稳定的手段加速姿态修正速度。

　　姿态控制：指对航天器绕质心施加力矩，以保持或按需要改变其在空间的定向的技术。包括姿态稳定和姿态机动。

　　主动控制：星上有主动控制力矩产生机构。主动姿态控制首先需要获得航天器当前的姿态。

　　姿态敏感器：测量星体相对于某一基准方位的姿态信息。姿态敏感器分类（按照基准方位分类）:

　　（5）其他：磁强计（以地磁场为基准方位）、陆标敏感器（以地貌为基准方位）

　　姿态角精度为俯仰角1°，偏航角3°，滚动角2°。动量轮在对地侦察期工作,定位精度可提高至1°以内

　　太阳敏测角精度1°磁强计配合太阳敏，利用非线性滤波算法精度最高可达0.05°

　　由于三颗卫星中有两颗要求变轨，在使用动量轮的同时还需要采用推进系统进行轨道保持和机动。

　　因此这种简单的线性比例控制律不能保证系统收敛， 航天器和反 作用轮将作无衰减振荡。从稳态精度来看，这种运动是不希望的。 由 于在实际系统中存在着死区或者其他非线性因素，所以这种控制系统 往往是不稳定的。为此，飞轮控制系统必须引入阻尼才能使系统稳定， 这就是说必须将姿态角速度的信息引入到系统中。此时线

　　矩作用时， 其自旋轴将沿最短的途径趋向外力矩矢量。 作为空间飞行 器的姿态敏感器正是利用这两个特征， 通常又称为惯性单元， 分成两 种类型： 单自由度速率陀螺和单自由度速率积分陀螺。 前者可测量飞 行器的姿态角速度，后者可测姿态角。飞行器使用的惯性姿态敏感器， 通常由三个正交的单自由度速率积分陀螺组成， 可提供滚动、 俯仰和 偏航三轴姿态角测量值。

　　微陀螺为惯性器件，功耗小、精度高，将其作为实时姿态输出设备。 陀螺使用时需要注意与时根据其他敏感器件校准，消除漂移误差。

　　出于所设计的卫星最终需要在三个不同方位（包括两条轨道和同 一轨道不同位置），需要控制进行轨道机动。

　　方法。 它包括轨道机动和轨道修正。 无摄动力或控制力的航天器的质 心运动服从开普勒定律。但是当航天器受到外部摄动力作用后偏离预 定的运行轨道或者需要改变到另一个轨道飞行时， 必须通过控制来改 变航天器质心运动的速度向量。实现航天器轨道控制的一整套装置或 系统称为航天器轨道控制系统。

　　轨道机动： 将航天器由一个轨道变到另一个要求的轨道上所进行 的控制。 它是一种有意偏离现有轨道的操作。 机动前后的两个轨道可 以在同一平面内，也可以在不同平面内。

　　由于现有的电磁推进设备不足以支撑短时间内的大功率推进， 因 此轨道机动依旧采用气体推进的方法， 具体在推进一节中会有详细阐 述。

　　发射入轨后维持在第一运行轨道运行，三颗卫星合并姿态控制； 运行一段时间后第一颗卫星减速进入转移轨道， 随后在近供点第二次 减速进入第二运行轨道； 第二颗卫星保持在第一运行轨道不变； 第三 颗卫星加速进入第二转移轨道， 在经过一定周期之后减速重新进入第 一运行轨道。此时第二颗和第三颗卫星保持一段距离。