刘善伍 郭崇滨 高海云 王 俊

1.上海微小卫星工程中心，上海200050 2.中国科学院大学，北京100049

0 引言

磁测磁控卫星由于其结构简单、可靠性高、成本低的特点，受到广泛关注[1-4]，尤其是在卫星入轨初期速率阻尼和姿态捕获方面发挥着重要的作用。

目前，卫星入轨或需要能源供给时基本采用多敏感器组合确定卫星姿态，采用推力器或飞轮作为卫星姿态控制执行机构进行姿态机动，使太阳帆板指向太阳，从而实现捕获太阳。这种太阳捕获方式资源要求多，对部组件的可靠性要求高，尤其在入轨时，卫星能源有限，往往要求采用低功耗高可靠部件实现太阳捕获，当前国内外文献中多见具有偏置动量轮辅助的磁控研究[5-7]，而纯磁控的研究比较少见，文献[8-10]的纯磁控方法复杂，需要多敏感器确定姿态，成本高可靠性低，文献[11]中的方法虽然只用太阳敏感器作为姿态敏感器，但执行机构需要采用推力器，可靠性低。

对于高功能密度的微纳卫星来讲，由于体积、重量、功耗等限制，没有更多的资源可利用，因此，采用高可靠极简单的部组件实现太阳捕获十分必要。本文以某型号卫星为研究背景，提出一种工程适用的极简配置的太阳捕获新方法，该方法利用晨昏太阳同步轨道的特点，不依赖于其他敏感器和执行机构，仅采用磁强计与磁力矩器即可实现太阳捕获。该方法简单易行，工程成本极低，可靠性高。

1 卫星姿态动力学模型

对于多数卫星，其动力学皆可简化为刚体的动力学模型[12]，如式(1)所示。……