(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210064007.4
(22)申请日 2022.01.20
(71)申请人 航天科工空间工程发展有限公司
地址 431400 湖北省武汉市新洲区双柳街
学林路特1号
(72)发明人 康国栋 郑科宇 王文福 易钰驰
王崇 雷亚珂 李海昊 张安强
郭聪 乔元哲 王明涛 徐良
(74)专利代理机构 北京正理专利代理有限公司
11257
专利代理师 戴元毅
(51)Int.Cl.
H04B 7/185(2006.01)
H04B 10/118(2013.01)
(54)发明名称星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法、设备及介质(57)摘要本发明实施例公开一种星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法、设备及介质，该方法包括：S10：星间激光通信链路建立后，姿轨控分系统持续预报当前时刻以及T秒后的星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量；S20：姿 轨控分系统持续计算T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角是否小于日凌规避角；若T 秒后的夹角小于日凌规避角，则由姿轨控分系统计算出星载激光通信设备应进行规避偏转的伺服方位角增量和伺服俯仰角增量并发送至星务分系统；S30：星务分系统向星载激光通信设备发出含有伺服方位角增量、伺服俯仰角增量、规避转动速度的规避指令；S40：星载激光通信设备依照规避指令进行规避机动，星间激光通信链路断
开。权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 114584198 A 2022.06.03
C N 114584198
A
1.一种星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法，其特征在于，包括：
S10：星间激光通信链路建立后，姿轨控分系统预报当前时刻以及T秒后的星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量；
S20：姿轨控分系统根据所述星间激光通信链路矢量预报当前时刻以及T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角是否小于日凌规避角；若T秒后的夹角小于日凌规避角，则T秒后会发生日凌，由姿轨控分系统计算出星载激光通信设备应进行规避偏转的伺服方位角增量和伺服俯仰角增量并
发送至所述星务分系统，跳转至S30；若夹角大于日凌规避角，则返回执行步骤S10；
S30：所述星务分系统首先判断卫星姿态参数是否正常，若卫星姿态参数异常，则向星载激光通信设备发送关机指令序列，星载激光通信设备关机，流程结束；
若卫星姿态参数正常，则向星载激光通信设备发出含有伺服方位角增量、伺服俯仰角增量、规避转动速度的规避指令并跳转至S40；
S40：星载激光通信设备依照所述规避指令进行规避机动，规避动作持续T秒；规避期间，星间激光通信链路断开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S50：激光链路断开后，由所述姿轨控分系统持续预报当前时刻以及T秒后的星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量；
S60：根据S50中得到的星间激光通信链路矢量，姿轨控分系统预报当前时刻以及T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角是否小于日凌规避角，若T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角大于日凌规避角，则在T秒后日凌结束，跳转至S70；
S70：所述姿轨控分系统根据S50中预报的T秒后的星间激光通信链路矢量给出复位捕跟重新建链的偏转角度以及偏转转速，并发送至所述星务分系统；
S80：星务分系统首先判断卫星姿态参数是否正常，若卫星姿态参数异常，则星务计算机发送星载激光通信设备关机指令序列，星载激光通信设备关机，流程结束；
若卫星姿态参数正常，则向所述星载激光通信设备发出复位捕跟指令，星载激光通信设备进行复位机动，复位机动时间持续T秒；与对方卫星的星载激光通信设备重新建立激光通信链路，并跳转至步骤S10。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述复位捕跟指令包括复位捕跟重新建链的偏转角度以及偏转转速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
S10包括：
星间激光通信链路建立后，所述星间激光通信链路的A星的姿态控制分系统持续计算本星当前位置并递推本星T秒之后的位置；B星的姿态控制分系统也持续计算本星当前位置并递推T秒之后的位置；A星与B星通过所述星间激光通信链路互发各自当前位置及T秒之后的位置信息；
在此基础上，A星的姿态控制分系统收到B星的位置后递推一秒后B星的位置；B星的姿态控制分系统收到A星的位置并递推1秒A星的位置；求星间链路传来的对方卫星位置与本星姿轨控分系统计算的对方星位置之间的差值X：若X小于预设误差阈值，采用星链传来的
对方星的位置作为对方星当前时刻的位置；若X大于预设误差阈值，采用本星姿轨控分系统提供的对方卫星当前时刻的位置；姿轨控分系统根据A星和B星当前时刻以及T秒后的位置预报星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
S50包括：
在星间激光通信链路断开后，A星姿态控制分系统仍持续计算本星当前位置并递推本星T秒之后的位置；B星的姿态控制分系统也仍持续计算本星当前位置并递推T秒之后的位置；在此基础上，在星间激光通信链路断开后，A星的姿态控制分系统根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个B星位置持续递推B星位置；B星根据星间激光通信链路断开前收到最后一个A星位置开始持续递推A星位置；姿轨控分系统预报根据A星和B星当前时刻以及T秒后的位置预报星间激光通信链路矢量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
直至星间激光通信链路重新建立，A星再次收到星间激光通信链路传来的B星位置时停止根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个B星位置递推B星位置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
直至星间激光通信链路重新建立，B星再次收到星间激光通信链路传来的A星位置时停止根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个A星位置递推A星位置。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑7任一项所述的方法。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7中任一项所述的方法。
星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法、设备及介质
技术领域
[0001]本发明涉及星载激光通信设备技术领域。更具体地，涉及一种星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法、设备及介质。
背景技术
[0002]卫星激光通信是未来大规模低轨卫星网络星间组网的必要手段。太阳光是影响星载激光通信设备正常工作的一个重要因素。当太阳光的入射方向与星间激光通信链路的夹角小于一定角度时，太阳光进入星载激光通信设备光学天线和收发光路的能量较大，强烈的太阳光会造成星间激光通信链路的中断，甚至会对星载激光通信设备中的敏感光学器件造成永久性的损伤，这种现象就是激光通信在轨日凌问题。造成链路中断或者器件损伤的太阳光入射方向与星间通信链路之间的最大夹角称为日凌规避角。目前的星载激光通信设备多为技术试验性质，在轨时并不全天时建链工作，因此星载激光通信设备遇到日凌现象的概率较低。随着未来大规模卫星网络的部署，星载激光通信设备全天时建链工作是必然需求，这就不可避免的会遇到日凌问题。为避免星间激光链路在轨时因日凌而产生光学器件损伤，星载激光通信设备应在轨主动对日凌进行规避。在卫星网络节点数目不多时，通常可以通过地面提前预报星间激光链路日凌发生时刻，提前上注规避偏转指令的方式进行规避；在卫星网络节点较多时，依赖于地面任务规划进行日凌预报和规避的手段将不能满足实时性和灵活性的需求，而且地面任务规划的任务量过于巨大。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法、设备及介质，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
[0004]为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0005]本发明第一方面提供了一种星载激光通信设备在轨自主规避日凌的方法，包括：[0006]S10：星间激光通信链路建立后，姿轨控分系统持续预报当前时刻以及T秒后的星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量；
[0007]S20：姿轨控分系统根据所述星间激光通信链路矢量预报当前时刻以及T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角是否小于日凌规避角；若T秒后的夹角小于日凌规避角，则T秒后会发生日凌；由姿轨控分系统计算出星载激光通信设备应进行规避偏转的伺服方位角增量和伺服俯仰角增量并发送至所述星务分系统，跳转至S30；若夹角大于日凌规避角，则返回执行步骤S10；
[0008]S30：所述星务分系统首先判断卫星姿态参数是否正常，若卫星姿态参数异常，则向星载激光通信设备发送关机指令序列，星载激光通信设备关机；
[0009]若卫星姿态参数正常，则向星载激光通信设备发出含有伺服方位角增量、伺服俯仰角增量、规避转动速度的规避指令并跳转至S40；
[0010]S40：星载激光通信设备依照所述规避指令进行规避机动，规避动作持续T秒，规避
期间，星间激光通信链路断开。
[0011]可选地，所述方法还包括：
[0012]S50：激光链路断开后，由所述姿轨控分系统持续预报当前时刻以及T秒后的星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量；
[0013]S60：根据S50中得到的星间激光通信链路矢量，姿轨控分系统预报当前时刻以及T 秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角是否小于日凌规避角，若T秒后的太阳入射矢量与星间激光通信链路矢量之间的夹角大于日凌规避角，则在T秒后日凌结束，跳转至S70；
[0014]S70：所述姿轨控分系统根据S50中预报的T秒后的星间激光通信链路矢量给出复位捕跟重新建链的偏转角度以及偏转转速，并发送至所述星务分系统；
[0015]S80：星务分系统首先判断卫星姿态参数是否正常，若卫星姿态参数异常，则星务计算机发送星载激光通信设备关机指令序列，星载激光通信设备关机；
[0016]若卫星姿态参数正常，则向所述星载激光通信设备发出复位捕跟指令，星载激光通信设备进行复位机动，复位机动时间持续T秒，与对方卫星的星载激光通信设备重新建立激光通信链路，并跳转至步骤S10。
[0017]可选地，所述复位捕跟指令包括复位捕跟重新建链的偏转角度以及偏转转速。[0018]可选地，S
10包括：
[0019]星间激光通信链路建立后，所述星间激光通信链路的A星的姿态控制分系统持续计算本星当前位置并递推本星T秒之后的位置；B星的姿态控制分系统也持续计算本星当前位置并递推T秒之后的位置；A星与B星通过所述星间激光通信链路互发各自当前位置及T秒之后的位置信息；
[0020]在此基础上，A星的姿态控制分系统收到B星的位置后递推一秒后B星的位置；B星的姿态控制分系统收到A星的位置并递推1秒A星的位置；求星间链路传来的对方卫星位置与本星姿轨控分系统计算的对方星位置之间的差值X：若X小于预设误差阈值，采用星链传来的对方星的位置作为对方星当前时刻的位置；若X大于预设误差阈值，采用本星姿轨控分系统提供的对方卫星当前时刻的位置；姿轨控分系统根据A星和B星当前时刻以及T秒后的位置预报星间激光通信链路矢量和太阳入射矢量。
[0021]可选地，S50包括：
[0022]在星间激光通信链路断开后，A星姿态控制分系统仍持续计算本星当前位置并递推本星T秒之后的位置；B星的姿态控制分系统也仍持续计算本星当前位置并递推T秒之后的位置；在此基础上，在星间激光通信链路断开后，A星的姿态控制分系统根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个B星位置持续递推B星位置；B星根据星间激光通信链路断开前收到最后一个A星位置开始持续递推A星位置；姿轨控分系统预报根据A星和B星当前时刻以及T秒后的位置预报星间激光通信链路矢量。
[0023]可选地，直至星间激光通信链路重新建立，A星再次收到星间激光通信链路传来的B星位置时停止根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个B星位置递推B星位置。[0024]直至星间激光通信链路重新建立，B星再次收到星间激光通信链路传来的A星位置时停止根据星间激光通信链路断开前收到的最后一个A星位置递推A星位置。
[0025]本发明第二方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上
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