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《哈尔滨工业大学》 2010年
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超低轨道卫星气动力辅助轨道保持应用研究

陈明  
【摘要】:目前,超低轨道卫星越来越受到重视。由于轨道高度非常低,在进行高分辨率对地遥感观察时,可以显著降低有效载荷的重量和功耗,就算采用普通分辨率观察设备也能实现高分辨率观察。因此能有效的降低卫星成本,甚至实现批量化生产。所以,超低轨道卫星的研制将具有十分大的经济效益和广阔的应用前景。但是由于超低轨道卫星轨道高度较低,与传统的低轨卫星相比,其受到的气动力和气动力矩要高出几十个数量级,导致超低轨道卫星的设计寿命都比较短。因此,如何充分利用气动力是一个十分值得研究的课题。本文主要对高精度气动力的计算方法以及利用气动力进行辅助轨道保持等问题进行分析研究。 首先,本文对过度领域的气体动力学进行了研究,利用DS3V软件对典型的超低轨道卫星进行了气动力计算,分析了在稀薄领域气动力与动压头和特征面积的关系。 其次,将计算得到的气动力进行拟合线性化,设计了基于Hill方程的轨道保持控制器,将前面计算的气动力用于辅助轨道维持。 最后对设计的轨道保持控制系统进行了仿真,分析了利用气动力进行轨道维持的可行性和适用范围。
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