(19)中华 人民共和国 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 202111342113.6 (22)申请日 2021.11.12 (71)申请人 中国空间技 术研究院 地址 100194 北京市海淀区友谊路104 号 (72)发明人 高照照　赵小鲂　陈忠贵　刘天雄　 张旭　潘宇倩　王立峰　夏岩　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 高志瑞 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗 口设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种全寿命推进剂最省的小 倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 所述方法包括 如下步骤： 获得输入条件； 得到发射时刻t对应的 转移轨道升交点赤经Ω0； 获得轨道转移推进剂 与南北轨道保持推进剂总质量； 根据步骤三获得 的轨道转移推进剂与南北轨道保持推进剂总质 量， 判断该值是否达到最小， 如果是， 则记录对应 的推进剂总量与相应的发射时间t； 对时间t进行 判断， 若t＝Tf， 选择轨道转移推进剂与 南北轨道 保持推进剂总质量最小值对应的发射时间作为 窗口前沿； 根据发射窗口的预设宽度得到窗口后 沿。 本发明能有效提高卫星承载能力、 延长卫星 的使用寿 命。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114117630 A 2022.03.01 CN 114117630 A 1.一种全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特征在于， 所述方法 包括如下步骤： 步骤一： 获得输入条件， 其中， 所述输入条件包括： 满足约束条件的卫星发射开始时间T0 和结束时间Tf； 步骤二： 在时间区间[T0,Tf]内， 从发射时刻t＝T0开始， 得到发射时刻t对应的转移轨道 升交点赤经Ω0； 步骤三： 根据步骤二中所得的发射时刻t对应的转移轨道 升交点赤经Ω0， 选取一系列不 同的工作轨道初始升交点赤经Ωi， 仿真获得多个轨道转移推进剂与南北轨道保持推进剂 总质量； 步骤四： 选取多个轨道转移推进剂质量与南北轨道保持推进剂总质量中的最小值与相 应的发射时间t； 步骤五： 对步骤二中的时间t进行判断， 若t＝Tf， 选择多个轨道转移推进剂质量与南北 轨道保持推进剂总质量中的最小值对应的发射时间作为窗口前沿； 步骤六： 根据发射窗口 的预设宽度得到窗口后沿。 2.根据权利要求1所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 在步骤三中， 轨道转移推进剂质量与南北轨道保持推进剂总质量为轨道转移推进 剂质量加上南北轨道保持推进剂质量。 3.根据权利要求2所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 轨道转移推进剂质量 通过如下 方法得到： 根据变轨前卫星质量、 变轨发动机比冲、 重力加速度和变轨速度增量得到变轨推进剂 质量； 根据轨道圆化推力 器比冲、 轨道圆化推力器效率和轨道圆化速度增量得到轨道圆化推 进剂质量； 根据变轨推进剂质量和轨道圆化推进剂质量得到 轨道转移推进剂质量。 4.根据权利要求3所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 变轨推进剂质量的公式如下： 其中， dm1为变轨推进剂质量； m0为变轨前卫星质量； Isp是变轨发动机比冲； g是重力加速 度； Δvi是变轨速度增量。 5.根据权利要求3所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 轨道圆化推进剂质量的公式如下： 其中， Isp0是轨道圆化推力器比冲； η0是轨道圆化推力器效率； Δve是轨道圆化速度增 量； m0为变轨前卫星质量； dm1为变轨推进剂质量； dm2为轨道圆化推进剂质量。 6.根据权利要求3所述的全寿命推进剂最省的小倾角地球静止轨道卫星发射 窗口设计 方法， 其特 征在于： 轨道转移推进剂质量的公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117630 A 2m1＝dm1+dm2； 其中， m1为轨道转移推进剂质量， dm1为变轨推进剂质量， dm2为轨道圆化推进剂质量。 7.根据权利要求2所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 南北轨道保持推进剂通过如下 方法得到： 根据南北轨道保持推力器比冲、 南北轨道保持推力器效率、 南北轨道保持速度增量、 重 力加速度、 变轨前卫星质量和轨道转移推进剂得到南北轨道保持推进剂质量。 8.根据权利要求7所述的全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法， 其特 征在于： 南北轨道保持推进剂质量的公式如下： 其中， Isp1是南北轨道保持推力器比冲； η南北轨道保持推力器效率； Δvns是南北轨道保 持速度增量； m1为轨道转移推进剂质量； m0为变轨前卫星质量； g是重力加 速度； m2为南北轨 道保持推进剂质量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117630 A 3