平流层卫星轨道控制建模与仿真研究

摘要

平流层卫星由超压气球提供静浮力,气动帆提供轨道控制力,系绳传递各力.能够在一定纬度范围内沿东西方向缓慢运动,因此平流层卫星是一种良好的通信与对地观测平台.首先分析平流层风场特性,给出平流层卫星的组成与工作原理,采用"质量-集中弹性绳"模型,把气球和气动帆分别看作系绳节点,根据各部分动力学特性分别建模;采用Matlab软件平台进行动态仿真,利用不同海拔之间的风速差,产生侧向控制力进行南北方向轨道控制的方法.仿真结果证实气动帆轨道控制系统能够实现平流层卫星南北方向的稳定控制与机动调整.