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《小傾角GSO衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、VoL23No．5航天器工程第23卷第5期!!些壘篁墮!!叁!里蘭墮魚(yú)!墼蘭星墾型魚(yú)!!!!篁!!旦小傾角GSO衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)李向陽(yáng)經(jīng)姚翔趙宏(中國(guó)空間技術(shù)研究院通信衛(wèi)星事業(yè)部，北京100094)摘要分析了采用小傾角地球同步軌道(GsO)策略后軌道轉(zhuǎn)移變軌推進(jìn)劑消耗增加的原因，對(duì)傳統(tǒng)的地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)提出了優(yōu)化措施，根據(jù)月份發(fā)射的不同，選取不同的轉(zhuǎn)移軌道近地點(diǎn)幅角叫，降低了轉(zhuǎn)移軌道變軌所需的速度增量。速度增量平均降幅可達(dá)到55m／s，相當(dāng)于延長(zhǎng)了該衛(wèi)星1年的推進(jìn)劑消耗壽命。文章的研究結(jié)果可為優(yōu)化衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)提供參考。
2、關(guān)鍵詞小傾角；地球同步軌道；位置保持；升交點(diǎn)赤經(jīng)中圖分類(lèi)號(hào)：V412．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．05．004optimizedTransferorbitDesignofLow—inclinationGSoSatelliteLIXiangyangJINGYao)【iangZHAoHong(InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abst瑚屺t：T
3、hecausesofthepropellantconsumptionincreasesintransfer．orbitmaneuverareana一1yzed，andtheoptimizedmethodofGTOisemployedtodecreasethevelocityincrement，inwhichtheargumentofperigeeisoptimized．ThevelocityincrementoforbittransfertoitsfinallocationforGE0satellitesdecreasesbyabou
4、t55m／swiththeoptimizationofGTO，whichwillprolongsthelifeofsatellitesforonemoreyear．Theresearchresultscanprovideareferencetooptimiza—tionofsateUitesystemdesign．Keywords：low—inclination；GSO；stationkeeping；rightascensionofascendingnode(RAAN)1引言隨著航天技術(shù)的發(fā)展，大型化的衛(wèi)星應(yīng)用越來(lái)越廣泛，衛(wèi)星上的有效
5、載荷質(zhì)量也大幅增加[1]。以我國(guó)東方紅四號(hào)平臺(tái)衛(wèi)星為例，有效載荷質(zhì)量已從最初的450kg增加到了800kg左右，若還是按照傳統(tǒng)的地球靜止軌道衛(wèi)星位置保持方式進(jìn)行位置保持，衛(wèi)星的推進(jìn)劑壽命只能維持6年左右，將無(wú)法滿足衛(wèi)星的任務(wù)要求(東方紅四號(hào)平臺(tái)衛(wèi)星壽命一般為12～15年)。所以，目前的一些地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星在壽命初期或末期采用小傾角(如3。)地球同步軌道(GSO)的方案，在衛(wèi)星壽命初期和末期的幾年內(nèi)不進(jìn)行南北位置保持，以解決衛(wèi)星攜帶的推進(jìn)劑不滿足工作壽命要求的問(wèn)題。但這類(lèi)小傾角GSO往往是特定升交點(diǎn)赤經(jīng)的小傾角GS0，否則無(wú)法
6、實(shí)現(xiàn)壽命初期衛(wèi)星傾角逐漸減小的設(shè)計(jì)意圖。若還是采用傳統(tǒng)的地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)進(jìn)行發(fā)射(不通過(guò)特定升交點(diǎn)赤經(jīng))，會(huì)造成一年中大多數(shù)月份的轉(zhuǎn)移軌道變軌所需推進(jìn)劑消耗增加，這樣就降低了采用小傾角GS0帶來(lái)推進(jìn)劑消耗減少的好處。這一問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外的小傾角GS0衛(wèi)星變軌設(shè)計(jì)上都會(huì)碰到，但這些運(yùn)用小傾角GSO衛(wèi)星還是采用了通常的GTO發(fā)射，這勢(shì)必造收稿日期：2014一05—30；修回日期：2014一06一09基金項(xiàng)目：國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)工程作者簡(jiǎn)介：李向陽(yáng)，男，高級(jí)工程師，從事衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)工作。Email：face-sun@sina．com。第
7、5期李向陽(yáng)等：小傾角GS0衛(wèi)星的轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化設(shè)計(jì)成某些月份進(jìn)行變軌時(shí)會(huì)多消耗推進(jìn)劑，若衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)中有足夠余量，那么這一額外的推進(jìn)劑消耗也可被接受；然而研究結(jié)果表明，這一額外的推進(jìn)劑消耗可通過(guò)優(yōu)化GT0設(shè)計(jì)得到減少，從而給衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)提供更多的資源。本文分析了傳統(tǒng)GTO的變軌至小傾角Gs0的推進(jìn)劑消耗增加的原因，提出了轉(zhuǎn)移軌道的優(yōu)化方法，并以某衛(wèi)星為例，給出了轉(zhuǎn)移軌道的優(yōu)化結(jié)果。小傾角的地球同步軌道策略小傾角GS0的設(shè)計(jì)可適用于數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、移動(dòng)通信衛(wèi)星等[2]，在國(guó)外衛(wèi)星上如“跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星”(TDRS)、瑟拉亞(Th
8、uraya)衛(wèi)星、國(guó)際移動(dòng)通信衛(wèi)星一4(Inmarsat一4)等，均已得到了較廣泛的應(yīng)用。1)傾角攝動(dòng)日月引力攝動(dòng)以及地球扁率的影響是造成GSO衛(wèi)星軌道傾角發(fā)生變化的最主要因素[3]。傾角漂移率的變化為o．75(。)／年
