论文摘要
卫星导航系统担负定位、导航的任务,其精度必须要有保证。由于在轨运行的导航卫星受摄动力的影响,其轨道参数不断的变化,对各类导航卫星的导航定位的精度有很大的影响,要长期的保持卫星导航系统的正常工作,必须对其进行轨道控制,使各种导航卫星的轨道参数保持在设计标称值附近。本文在分析轨道摄动的基础上建立空间飞行器轨道摄动方程,针对导航卫星的控制,还介绍了小推力控制方法以及轨道控制过程中时间点的选择。对MEO的控制首先在理论上探讨MEO卫星的相位演化过程,然后在考虑摄动力的影响下,对MEO卫星进行仿真计算。对MEO卫星的控制策略有绝对控制方法和相对控制方法。考虑到控制次数与燃料的有限性,采用相对控制方法,该控制策略能有效的保持MEO卫星正常的在轨运行,从而确保卫星导航系统的精度。在相对控制的基础上进行了最优控制的仿真,在时间自由的情况下,可实现燃料最优的控制结果。对IGSO的控制,首先分析了IGSO卫星在摄动力的影响下,轨道升交点位置的漂移。进而理论上分析升交点位置的漂移率。IGSO升交点的控制由偏置轨道半长轴来实现,在升交点位置的漂移率的基础上确定要偏置轨道半长轴,以此确定轨道控制过程中的两个速度冲量,偏置轨道半长轴的脉冲推力方法能实现IGSO卫星升交点的位置保持。仿真表明小推力方法较脉冲推力方法较好,但在过程实践中脉冲推力方法比小推力方法简单易行,在工程中容易实现。GEO卫星的定点保持,卫星南北向运动幅值仅依赖于轨道倾角,而东西运动依赖于漂移率、平经度及偏心率。对GEO采用东西向位置保持要考虑平经度及偏心率的控制;南北位置保持一般在轨道的升交点或降交点附近进行,具体取决于发动机安装位置。论文系统的研究了各类导航卫星的控制,包括导航卫星受摄动力的影响,导航卫星的控制策略以及控制方法,结合仿真结果表明,对各类导航卫星的控制达到卫星导航系统正常运行的要求,论文开展的工作对卫星导航系统的维护具有一定的借鉴意义。