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申请/专利权人：航天科工火箭技术有限公司

摘要：本发明涉及一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，包括以下步骤：S1、选取中继卫星，根据中继卫星与火箭的位置关系以及火箭姿态和天基相控阵天线在火箭上的位置关系，求出最优滚转角GAM以及天基相控阵天线指向夹角Jiajiao；S2、比较Jiajiao与天基相控阵天线波束角A0的大小关系：S3、比较出Jiajiao大于A0时，调整滚转角，调整后计算天基测控覆盖范围；S4、当天基测控覆盖范围满足要求时，则滚转角设计完成；当天基测控覆盖范围不满足要求时，则需更换中继卫星重新进行上述步骤S1至步骤S3的滚转角设计过程。本发明可避免使用STK软件调用弹道数据进行测控分析，求出最优滚转角和天基相控阵天线指向夹角，能够有效减少运算量，缩短设计周期，提高工作效率。

主权项：1.一种受天基测控约束的火箭姿态角设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取中继卫星，根据中继卫星与火箭的位置关系，以及火箭姿态和天基相控阵天线在火箭上的位置关系信息求出最优滚转角GAM以及天基相控阵天线指向夹角Jiajiao；最优滚转角GAM即为火箭到中继卫星的矢量投影到箭体坐标系Y1OZ1平面后与天基相控阵天线指向的夹角；天基相控阵天线指向夹角Jiajiao为火箭到中继卫星的矢量与天基相控阵天线指向之间的夹角；S2、比较Jiajiao与天基相控阵天线波束角A0的大小关系：当Jiajiao不大于A0，说明满足天基测控需求，无需调整滚转角；当Jiajiao大于A0时，说明不满足天基测控需求，需要通过滚转角进行进一步调整；S3、当步骤S2比较出Jiajiao大于A0时，调整滚转角，调整后计算天基测控覆盖范围；调整滚转角方法为：S31、首先计算火箭起飞后至火箭进入目标轨道各时刻的GAM，判断得到GAM绝对值的最大值|GAMmax|和最小值|GAMmin|；S32、当|GAMmax|和|GAMmin|均小于100°时，继续判断：a.当15°≤|GAMmax|≤30°时：判断|GAM|≥|GAMmax|2时，记录该时刻T_GAM0，及滚转角GAM0＝GAMmax；b.当|GAMmax|＞30°时：判断|GAM|≥|GAMmax|4时，记录该时刻T_GAM0及滚转角GAM0＝GAMmax2；判断|GAM|≥|GAMmax|*34时，记录该时刻T_GAM1，及滚转角GAM1＝GAMmax；当为序号a的情况时，在T_GAM0时刻将滚转角调整至GAM0，重新从火箭起飞开始，计算后续各时刻Jiajiao的大小；当为序号b的情况时，在T_GAM0时刻将滚转角调整至GAM0，在T_GAM1时刻将滚转角调整至GAMtj1，之后重新从火箭起飞开始，计算后续各时刻Jiajiao的大小；判断满足Jiajiao≤A0的测控弧段T_tj00～T_tj01、T_tj10～T_tj11、T_tj20～T_tj21……，选取测控弧段最长的一段T_tjx0～T_tjx1，由此得到天基测控覆盖范围；S33、当|GAM|max和|GAM|min均大于100°时，则需在发射前将箭体滚转角调整为180°开展发射任务，或者在飞行过程中将滚转角调整180°以满足天基测控需求；然后在此基础上重新计算得到各时刻Jiajiao的大小；判断满足Jiajiao≤A0的测控弧段T_tj00～T_tj01、T_tj10～T_tj11、T_tj20～T_tj21……，选取测控弧段最长的一段T_tjx0～T_tjx1，由此得到天基测控覆盖范围；S4、当天基测控覆盖范围满足要求时，则当前设计的滚转角为受天基测控约束的最优滚转角；当天基测控覆盖范围不满足要求时，则当前选取的中继卫星无法满足测控需求，需更换中继卫星重新进行上述步骤S1至步骤S3的滚转角设计过程。

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