姿态控制与轨道控制系统姿态控制概述姿态是指卫星相对于空间某参考系的方位或指向,卫星姿态控制是猎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,以及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(电能或推动剂工质),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。任务分析本卫星旨在对于钓鱼岛及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,对其采纳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。姿态控制原理姿态控制: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。姿态稳定:指使姿态保持在指定方向。姿态机动是指航天器从一个姿态过渡到另一个姿态的再定向过程。航天器姿态控制类型包括: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。被动控制:利用环境力矩产生控制力矩。姿态获得包括两个过程:姿态测量:利用姿态敏感器猎取含有姿态信息的物理量。姿态确定:对姿态测量得到的物理量进行数据处理,获得姿态数据。姿态控制系统包括姿态敏感器和执行机构。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(根据基准方位分类):(1)以地球为基准方位:红外地平仪、地球反照敏感器(2)以天体为基准方位:太阳敏感器、星敏感器(3)以惯性空间为基准方位:陀螺仪等惯性器件(4)以地面站为基准方位:射频敏感器(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)姿态控制系统设计方案1. 技术指标整星姿态测量精度:优于 1...