动量轮卸载对环月卫星SMART-1轨道的影响和定轨策略

摘要

动量轮卸载是卫星进行姿态控制的一种常用手段.通过对欧空局(ESA)首颗环月卫星SMART-1测轨资料的分析,计算了动量轮卸载对卫星轨道的影响,特别讨论了在动量轮卸载的精确信息未知时提高卫星定轨和预报精度的策略.计算表明,2006年5月29日至6月2日期间,SMART-1多达19次的动量轮卸载过程使得其轨道位置变化达到3km.如果不考虑动量轮卸载的影响,定轨结果相比于ESA重建轨道的位置误差最大可达742m.本文利用分段常数的经验加速度模型来模制动量轮卸栽产生的小推力.计算表明,即使动量轮卸载的精确信息未知,采用该方法也可显著提高定轨和预报精度,定轨位置误差最大下降到246m.计算还表明,经验加速度的合理选择(周期性、常数或线性经验加速度)决定定轨精度的改善程度.考虑到我国的首颗探月卫星"嫦娥一号"也将采用动量轮卸栽的方式进行姿态控制,本文的结论对我国的探月工程有一定的借鉴意义.