李强，周志成， 袁俊刚， 王敏

中国空间技术研究院 通信卫星事业部，北京 100094

GEO卫星基于电推进系统的倾角与偏心率联合控制方法

李强，周志成*， 袁俊刚， 王敏

中国空间技术研究院 通信卫星事业部，北京 100094

针对配置电推力器的GEO卫星位置保持问题，提出一种对倾角与偏心率进行联合控制的方法，建立了求解控制方程的优化模型，并针对优化模型变量多、约束复杂的问题进行降维处理，得到两种简化的求解方法，降低了求解复杂度与计算量，适合星上自主计算。采用联合控制方法，仅靠电推力器就能够同时实现卫星倾角和偏心率的高精度控制，有效降低卫星位置保持总的推进剂消耗。仿真算例表明，与电推力器只控倾角的传统方法相比，在保证偏心率控制精度不变的前提下，采用电推力器倾角与偏心率联合控制方法，15年寿命期内节省推进剂质量39 kg。

GEO卫星;位置保持;电推进系统;倾角控制;偏心率控制;联合控制

由于各种摄动因素的存在，地球静止轨道(GEO)卫星需要不断地施加控制力使卫星相对地球位置保持在要求的范围内。GEO卫星的位置保持实际上是对卫星倾角、偏心率和平经度的控制[1]。其中以卫星倾角控制所需的速度增量最多，每年约40～50m/s；偏心率控制所需的速度增量与卫星面积质量比及所需的控制精度有关，每年约2～8m/s；平经度控制所需的速度增量视卫星定点位置而定，最多每年约2m/s。目前，多数先进GEO卫星配备了电推进器代替化学推进器，执行南北位置保持(即倾角控制)，电推进器的高比冲使得GEO卫星用于位置保持的推进剂消耗大大降低，具有良好的经济效益。……