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FR2724364A1 - Triaxial stabilisation attitude control for nonequatorial satellite - Google Patents

Triaxial stabilisation attitude control for nonequatorial satellite Download PDF

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FR2724364A1
FR2724364A1 FR9410853A FR9410853A FR2724364A1 FR 2724364 A1 FR2724364 A1 FR 2724364A1 FR 9410853 A FR9410853 A FR 9410853A FR 9410853 A FR9410853 A FR 9410853A FR 2724364 A1 FR2724364 A1 FR 2724364A1
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FR
France
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pitch
yaw
magnetic field
along
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FR9410853A
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FR2724364B1 (en
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Patrice Damilano
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Matra Marconi Space France SA
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Abstract

The satellite moving in a non-equatorial orbit incorporates an inertia wheel (52) introducing a kinetic momentum about its pitch axis (y). The components of magnetic field about the roll, pitch and yaw axes are measured and the components about the same axes are calculated from a predetermined model of the geomagnetic field assuming that the roll, pitch and yaw angles take predetermined desired values. A pitch stabilisation couple is determined w.r.t the pitch angle estimation obtained from the measured and calculated values of the roll and yaw axis electromagnetic field components. Roll and yaw stabilisation couples are obtained using the difference between the calculated and the measured values of the magnetic field component relating to the pitch axis. The pitch stabilisation couple is applied by rotating the inertia wheel. The roll and yaw stabilisation couple are applied using two magnetic-coupler (56,58) which are energised to generate momentum interacting with the pitch magnetic field component.

Description

PROCEDE ET SYSTEXE DE STABILISATION SELON TROIS AXES
D'UN SATELLITE D'ORBITE NON-EQUATORIALE
La présente invention concerne un procédé et un système de contrôle d'attitude d'un satellite d'orbite nonéquatoriale.
THREE-AXIS STABILIZATION METHOD AND SYSTEM
OF A NON-EQUATORIAL ORBIT SATELLITE
The present invention relates to a method and a system for controlling the attitude of a non-equatorial orbit satellite.

Les systèmes de contrôle d'attitude connus aptes à procurer une stabilisation d'un satellite selon ses trois axes incluent le plus souvent des senseurs terrestres ou stellaires servant à déterminer des estimations des angles de roulis, de tangage et de lacet du satellite. S'ils permettent d'obtenir des estimations relativement précises des angles, ces senseurs ont l'inconvénient d'être relativement lourds, consommateurs d'énergie, et chers. I1 serait donc souhaitable de pouvoir s'en dispenser dans le cas de satellites pour lesquels on recherche un faible coût de revient, typiquement des satellites de télécommunication. The known attitude control systems capable of providing stabilization of a satellite along its three axes most often include terrestrial or stellar sensors used to determine estimates of the roll, pitch and yaw angles of the satellite. If they make it possible to obtain relatively precise estimates of the angles, these sensors have the disadvantage of being relatively heavy, energy-consuming, and expensive. It would therefore be desirable to be able to dispense with it in the case of satellites for which a low cost price is sought, typically telecommunications satellites.

I1 est également connu d'estimer l'attitude du satellite sur la base de mesures magnétométriques en faisant appel à un filtrage de Kalman. Mais les estimateurs de
Kalman sont d'une implémentation très complexe, qu'il n'est pas envisageable actuellement de prévoir à bord du satellite, sauf à lui conférer une très grande complexité, a priori incompatible avec l'objectif précité de faible coût de revient.
It is also known to estimate the attitude of the satellite on the basis of magnetometric measurements by using Kalman filtering. But the estimators of
Kalman are of a very complex implementation, which it is not currently possible to envisage on board the satellite, except to confer on it a very great complexity, a priori incompatible with the abovementioned objective of low cost price.

En outre, les procédés connus de stabilisation d'un satellite selon trois axes ont en général été développés pour des satellites géostationnaires, du moins dont l'orbite est relativement proche du plan équatorial de la Terre. In addition, the known methods for stabilizing a satellite along three axes have generally been developed for geostationary satellites, at least whose orbit is relatively close to the equatorial plane of the Earth.

Lorsque l'inclinaison du plan orbital augmente, ces procédés ne sont pas toujours utilisables.When the inclination of the orbital plane increases, these methods are not always usable.

Au vu de ce qui précède, un but de la présente invention est de proposer un procédé et un système de contrôle d'attitude d'un satellite d'orbite non équatoriale répondant de façon simple et économique au problème de la stabilisation selon trois axes. L'invention propose ainsi un procédé de contrôle d'attitude d'un satellite d'orbite nonéquatoriale ayant un axe de roulis, un axe de tangage et un axe de lacet et comportant un roue inertielle procurant un moment cinétique selon l'axe de tangage, dans lequel on mesure les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis, de tangage et de lacet du satellite, et on calcule, à bord du satellite, des composantes de champ magnétique selon les mêmes axes en appliquant un modèle prédéterminé du champ magnétique terrestre et en supposant que les angles de roulis, de tangage et de lacet prennent des valeurs de consigne prédéterminées.On applique au satellite un couple de stabilisation en tangage déterminé sur la base d'estimations de l'angle de tangage obtenues à bord du satellite à partir des composantes calculées et mesurées du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet, et on applique au satellite des couples de stabilisation en roulis et en lacet déterminés sur la base de la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage. In view of the above, an object of the present invention is to propose a method and a system for controlling the attitude of a satellite of non-equatorial orbit responding in a simple and economical manner to the problem of stabilization along three axes. The invention thus provides a method for controlling the attitude of a satellite of nonequatorial orbit having a roll axis, a pitch axis and a yaw axis and comprising an inertial wheel providing a kinetic moment along the pitch axis , in which we measure the components of the magnetic field along the roll, pitch and yaw axes of the satellite, and we compute, on board the satellite, magnetic field components along the same axes by applying a predetermined model of the magnetic field terrestrial and assuming that the roll, pitch and yaw angles take predetermined set values. A pitch stabilization torque determined on the basis of estimates of the pitch angle obtained on board the satellite is applied to the satellite. from the computed and measured components of the magnetic field along the roll and yaw axes, and we apply roll and yaw stabilization torques to the satellite d determined on the basis of the difference between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis.

Les couples de stabilisation en roulis et en lacet peuvent notamment être appliqués au moyen de magnétocoupleurs perpendiculaires à l'axe de tangage. Pour appliquer le couple de stabilisation selon l'axe de tangage, on utilise de préférence une commande de la rotation de la roue inertielle associée à une commande de désaturation de cette roue. La désaturation peut notamment être réalisée en continu, en commandant les magnétocoupleurs perpendiculaires à l'axe de tangage de façon à générer un couple de désaturation de la roue inertielle par interaction avec les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet. The roll and yaw stabilization torques can in particular be applied by means of magnetocouplers perpendicular to the pitch axis. To apply the stabilization torque along the pitch axis, use is preferably made of a control of the rotation of the inertial wheel associated with a desaturation control of this wheel. Desaturation can in particular be carried out continuously, by controlling the magnetocouplers perpendicular to the pitch axis so as to generate a desaturation torque of the inertial wheel by interaction with the components of the magnetic field along the roll and yaw axes.

Selon un second aspect, l'invention propose un système de contrôle d'attitude d'un satellite d'orbite nonéquatoriale, comprenant des moyens magnétométriques pour mesurer les composantes du champ magnétique selon un axe de roulis, un axe de tangage et un axe de lacet du satellite, une roue inertielle procurant un moment cinétique selon l'axe de tangage, des moyens générateurs de couples de stabilisation en roulis, en tangage et en lacet, et des moyens de commande des moyens générateurs de couples de stabilisation incluant des moyens pour calculer des composantes de champ magnétique selon les axes de roulis, de tangage et de lacet en appliquant un modèle prédéterminé du champ magnétique terrestre et en supposant que les angles de roulis, de tangage et de lacet prennent des valeurs de consigne prédéterminées.Les moyens de commande sont agencés pour commander les moyens générateurs de couples de stabilisation de manière à appliquer au satellite un couple de stabilisation en tangage déterminé sur la base d'estimations de l'angle de tangage obtenu à partir des composantes calculées et mesurées du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet, et à appliquer au satellite des couples de stabilisation en roulis et en lacet déterminés sur la base de la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage. According to a second aspect, the invention proposes a system for controlling the attitude of a satellite of nonequatorial orbit, comprising magnetometric means for measuring the components of the magnetic field along a roll axis, a pitch axis and an axis of satellite yaw, an inertial wheel providing a kinetic moment along the pitch axis, means for generating stabilizing torques in roll, pitch and yaw, and means for controlling means generating stabilizing torques including means for calculate magnetic field components according to the roll, pitch and yaw axes by applying a predetermined model of the earth's magnetic field and assuming that the roll, pitch and yaw angles take predetermined set values. control are arranged to control the means generating stabilization torques so as to apply a stabilizing torque to the satellite pitching determination determined on the basis of estimates of the pitching angle obtained from the calculated and measured components of the magnetic field along the roll and yaw axes, and to apply roll and yaw stabilization torques to the satellite determined on the basis of the difference between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation préféré mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma montrant un satellite sur une orbite terrestre non-équatoriale
- la figure 2 est une représentation schématique de composants d'un système de contrôle d'attitude selon l'invention à bord d'un satellite
- la figure 3 est un schéma synoptique du système de contrôle d'attitude ; et
- les figures 4A à 4C sont des graphiques montrant un exemple d'évolution des angles de roulis, de tangage et de lacet stabilisés par le système selon l'invention.
Other features and advantages of the present invention will appear in the description below of a preferred but nonlimiting embodiment, with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a diagram showing a satellite in a non-equatorial earth orbit
- Figure 2 is a schematic representation of components of an attitude control system according to the invention on board a satellite
- Figure 3 is a block diagram of the attitude control system; and
- Figures 4A to 4C are graphs showing an example of changes in the roll, pitch and yaw angles stabilized by the system according to the invention.

La figure 1 montre l'orbite O décrite par un satellite S autour de la Terre T. L'orbite est inclinée en ce sens que le plan orbital forme avec le plan équatorial de la
Terre un angle i d'au moins 20 typiquement. L'orbite est basse, c'est-à-dire que le satellite évolue à une distance de la Terre comprise typiquement entre 200 et 2000 kilomètres, dans une zone où le champ magnétique terrestre n'est ni trop faible ni trop perturbé. L'invention sera décrite ci-après dans le cas d'une orbite circulaire.
Figure 1 shows the orbit O described by a satellite S around the Earth T. The orbit is inclined in the sense that the orbital plane forms with the equatorial plane of the
Earth an angle i of at least 20 typically. The orbit is low, that is to say that the satellite evolves at a distance from the Earth typically between 200 and 2000 kilometers, in an area where the Earth's magnetic field is neither too weak nor too disturbed. The invention will be described below in the case of a circular orbit.

On définit un axe de roulis x, un axe de tangage y et un axe de lacet z formant un trièdre orthonormé lié au satellite. L'angle de roulis, noté , est défini comme l'erreur d'orientation autour de la direction du vecteur vitesse instantanée du satellite. L'angle de tangage, noté O, est défini comme l'erreur d'orientation autour de la direction normale au plan orbital. L'angle de lacet, noté , est défini comme l'erreur d'orientation autour de la direction du satellite pointant vers le centre de la Terre.Lorsque la stabilisation selon les trois axes du satellite est exactement réalisée dans le cas d'une orbite circulaire, on a ç = O = W = 0, et les axes x, y et z coincident respectivement avec l'axe du vecteur vitesse, avec l'axe normal au plan orbital et avec l'axe pointant vers le centre de la
Terre.
We define a roll axis x, a pitch axis y and a yaw axis z forming an orthonormal trihedron linked to the satellite. The roll angle, noted, is defined as the orientation error around the direction of the instantaneous speed vector of the satellite. The pitch angle, denoted O, is defined as the orientation error around the direction normal to the orbital plane. The yaw angle, noted, is defined as the orientation error around the direction of the satellite pointing to the center of the Earth. When stabilization along the three axes of the satellite is exactly achieved in the case of an orbit circular, we have ç = O = W = 0, and the axes x, y and z coincide respectively with the axis of the velocity vector, with the axis normal to the orbital plane and with the axis pointing towards the center of the
Earth.

Le système de contrôle d'attitude selon l'invention comprend des moyens magnétométriques pour mesurer les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis, de tangage et de lacet du satellite, constitués par exemple par deux magnétomètres à deux axes ou, comme dans le cas illustré schématiquement sur la figure 2, par un magnétomètre 50 à trois axes respectivement alignés selon les axes x, y et z. The attitude control system according to the invention comprises magnetometric means for measuring the components of the magnetic field along the roll, pitch and yaw axes of the satellite, constituted for example by two two-axis magnetometers or, as in the case illustrated schematically in FIG. 2, by a magnetometer 50 with three axes respectively aligned along the x, y and z axes.

Le système de contrôle d'attitude comporte une roue inertielle 52, entraînée par un moteur 54, dont l'axe de rotation est aligné suivant l'axe de tangage y du satellite. The attitude control system comprises an inertial wheel 52, driven by a motor 54, the axis of rotation of which is aligned along the axis of pitch y of the satellite.

La roue inertielle 52 procure un couplage entre la dynamique en roulis et la dynamique en lacet du satellite. La dynamique du satellite est celle d'un corps rigide possédant un moment cinétique embarqué H généré par la roue 52 selon l'axe de tangage, et auquel sont appliqués des couples perturbateurs C'x, C'y et C'z ainsi que des couples de stabilisation Cx, Cy et Cz générés par le système de contrôle d'attitude.Les équations du mouvement s'écrivent, aux petits angles 1x < P + H#0# = Cx' + Cx' (1)
IyO+H=Cy +Cy (2) Iv# - H(p + ##0# = Cz + C z (3) avec Ix, Iy et 1z représentant les moments d'inertie du satellite respectivement selon les axes de roulis, de tangage et de lacet, et 0 représentant la pulsation orbitale du satellite. Ces équations générales mettent en évidence une dynamique en tangage découplée, qui peut s'écrire
IyO=Cy +Cy -H
On notera que, lorsque la stabilisation en tangage est effectuée par une commande de la rotation de la roue inertielle 52, le terme Cy représentant le couple de stabilisation en tangage est confondu avec le terme -H.
The inertial wheel 52 provides a coupling between the roll dynamics and the yaw dynamics of the satellite. The dynamics of the satellite is that of a rigid body having an on-board kinetic moment H generated by the wheel 52 along the pitch axis, and to which are applied disturbing torques C'x, C'y and C'z as well as stabilization torques Cx, Cy and Cz generated by the attitude control system. The equations of movement are written, at small angles 1x <P + H # 0 # = Cx '+ Cx' (1)
IyO + H = Cy + Cy (2) Iv # - H (p + ## 0 # = Cz + C z (3) with Ix, Iy and 1z representing the moments of inertia of the satellite respectively along the roll axes, of pitch and yaw, and 0 representing the orbital pulsation of the satellite. These general equations highlight a decoupled pitch dynamic, which can be written
IyO = Cy + Cy -H
It will be noted that, when the pitch stabilization is carried out by controlling the rotation of the inertial wheel 52, the term Cy representing the pitch stabilization torque is confused with the term -H.

D'autre part, les relations (1) et (3) mettent en évidence la dynamique couplée en roulis et en lacet, où apparaissent deux fréquences propres de la dynamique libre : le mouvement à long terme se déroulant environ à la pulsation orbitale, et la nutation à court terme. Suivant les bandes fréquentielles considérées, on peut donc écrire + + HO)(p = cx + CX(LT) (5) -H(p + H#0# = Cz + Cz(LT) (6) pour le mouvement à long terme, et IXÇ + Xf = Cl + cl (7)
- = Cz + Cz (8) pour le mouvement de nutation à court terme. Dans les relations (5) et (7), les notations Cx(LT) et Cx(CT) désignent respectivement les parties à long terme et à court terme du couple de stabilisation en roulis.Dans les équations (6) et (8), les notations Cz(LT) et Cz (CT) désignent respectivement les parties à long terme et à court terme du couple de stabilisation en lacet.
On the other hand, relations (1) and (3) highlight the dynamics coupled in roll and yaw, where two natural frequencies of free dynamics appear: the long-term movement taking place approximately at the orbital pulsation, and short-term nutation. According to the frequency bands considered, we can therefore write + + HO) (p = cx + CX (LT) (5) -H (p + H # 0 # = Cz + Cz (LT) (6) for long movement) term, and IXÇ + Xf = Cl + cl (7)
- = Cz + Cz (8) for the short-term nutation movement. In relations (5) and (7), the notations Cx (LT) and Cx (CT) designate the long-term and short-term parts of the roll stabilization torque, respectively. In equations (6) and (8) , the notations Cz (LT) and Cz (CT) respectively designate the long-term and short-term parts of the yaw stabilization torque.

Dans l'exemple de réalisation détaillé ci-après, le couple de stabilisation en tangage est appliqué en commandant le moteur 54 d'entraînement de la roue 52, et les couples de stabilisation en roulis et en lacet sont appliqués par deux magnétocoupleurs 56, 58 placés chacun parallèlement au plan roulis-lacet xz.Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le magnétocoupleur 56 est disposé pour produire une composante de moment magnétique Mx parallèle à l'axe de roulis propre à générer le couple le stabilisation en lacet par interaction avec la composante du champ magnétique terrestre selon l'axe de tangage, et le magnétocoupleur 58 est disposé de manière à produire une composante de moment magnétique Mz parallèle à l'axe de lacet propre à générer le couple de stabilisation en roulis par interaction avec la composante du champ magnétique terrestre selon l'axe de tangage. In the detailed embodiment below, the pitch stabilization torque is applied by controlling the motor 54 for driving the wheel 52, and the roll and yaw stabilization torques are applied by two magnetocouplers 56, 58 each placed parallel to the roll-yaw plane xz. In the example shown in FIG. 2, the magnetocoupler 56 is arranged to produce a component of magnetic moment Mx parallel to the roll axis suitable for generating the torque stabilization in yaw by interaction with the component of the earth's magnetic field along the pitch axis, and the magnetocoupler 58 is arranged so as to produce a component of magnetic moment Mz parallel to the yaw axis suitable for generating the stabilization torque in roll by interaction with the component of the Earth's magnetic field along the pitch axis.

L'application des couples de stabilisation est supervisée par une unité de commande 60 illustrée sous forme synoptique sur la figure 3. L'unité de commande 60 est entièrement située à bord du satellite S, et peut par exemple être réalisée à base de processeurs de traitement numérique, ou de circuits spécialisés. The application of the stabilization torques is supervised by a control unit 60 illustrated in block diagram form in FIG. 3. The control unit 60 is entirely located on board the satellite S, and can for example be produced on the basis of processors of digital processing, or specialized circuits.

Dans le schéma de la figure 3, l'unité de commande 60 comprend un bloc 62 de calcul de composantes Box , By* et B z du champ magnétique terrestre selon les axes de roulis, de tangage et de lacet. Ces composantes Box*, Byt et Bz sont calculées en appliquant un modèle préétabli du champ magnétique terrestre, et en supposant que les angles de roulis, de tangage et de lacet sont conformes à la consigne : # = 0 = 'v = 0. De tels modèles du champ magnétique terrestre sont bien connus ; ils sont le plus souvent sous la forme de développements en série dont l'ordre est choisi d'autant plus élevé qu'on souhaite une modélisation précise.Si on suppose que les angles #, O et v sont petits, alors on peut écrire au premier ordre #Bx = Bz# - Byv (9) bBy = Bxv - Bz# (10) SBz = By# - Bx# (11) où 8Bx = Bx* - Bx, 8By = By - By et #Bz = Bzt - Bz désignent chacun la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique, respectivement selon les axes de roulis, de tangage et de lacet.Les relations (9) et (11) permettent d'obtenir une estimation 0 de l'angle de tangage donnée par Ot = (Bz8Bx - Bx8Bz)/(Bx2 + Bx) (12)
On peut montrer que l'écart #0 = 0* - O entre cette estimation et la véritable valeur de l'angle de tangage est égale à cotg(i) x (2 sinX + ç cos#) où i désigne l'inclinaison orbitale et X désigne l'anomalie magnétique vraie.On a donc en toutes circonstances AO < cotg(i) x max(#max, 2Vmax) (13) c'est-à-dire qu'une bonne stabilisation en roulis et en lacet assure une estimation relativement fidèle de l'angle de tangage. L'orbite n'étant pas équatoriale, le facteur cotg(i) réduit encore l'erreur d'estimation en tangage.
In the diagram of FIG. 3, the control unit 60 comprises a block 62 for calculating components Box, By * and B z of the earth's magnetic field along the roll, pitch and yaw axes. These Box *, Byt and Bz components are calculated by applying a pre-established model of the Earth's magnetic field, and assuming that the roll, pitch and yaw angles are in accordance with the setpoint: # = 0 = 'v = 0. De such models of the Earth's magnetic field are well known; they are most often in the form of series developments whose order is chosen all the higher as one wishes a precise modeling. If one supposes that the angles #, O and v are small, then one can write to first order #Bx = Bz # - Byv (9) bBy = Bxv - Bz # (10) SBz = By # - Bx # (11) where 8Bx = Bx * - Bx, 8By = By - By and #Bz = Bzt - Bz each denote the difference between the calculated and measured components of the magnetic field, respectively along the roll, pitch and yaw axes. Relations (9) and (11) make it possible to obtain a 0 estimate of the pitch angle given by Ot = (Bz8Bx - Bx8Bz) / (Bx2 + Bx) (12)
We can show that the difference # 0 = 0 * - O between this estimate and the true value of the pitch angle is equal to cotg (i) x (2 sinX + ç cos #) where i designates the orbital inclination and X denotes the true magnetic anomaly. We therefore have in all circumstances AO <cotg (i) x max (#max, 2Vmax) (13), that is to say that good stabilization in roll and yaw ensures a relatively accurate estimate of the pitch angle. As the orbit is not equatorial, the factor cotg (i) further reduces the estimation error in pitch.

En référence à la figure 3, l'estimation (12) de l'angle de tangage est obtenue par le bloc d'estimation 64, et fournie au bloc 66 qui calcule le couple de stabilisation en tangage Cy. La stabilisation en tangage peut être effectuée par un simple contrôle proportionnel-dérivé précédé par un filtrage passe-bas des estimations Ot, destiné à éliminer les variations à court terme. Le couple
Cy s'écrit alors cy = -K0O* - Kvet (14) le premier terme étant proportionnel à l'estimation 0*, et le second proportionnel à la dérivée temporelle de l'estimation 0*. Les gains d'asservissement Kg et optimaux peuvent être déterminés au moyen de simulations préalables de la dynamique du satellite.
With reference to FIG. 3, the estimate (12) of the pitch angle is obtained by the estimation block 64, and supplied to block 66 which calculates the pitch stabilization torque Cy. Stabilization in pitch can be carried out by a simple proportional-derivative control preceded by a low-pass filtering of the estimates Ot, intended to eliminate the short-term variations. The couple
Cy is then written cy = -K0O * - Kvet (14) the first term being proportional to the estimate 0 *, and the second proportional to the time derivative of the estimate 0 *. The Kg and optimal control gains can be determined by means of preliminary simulations of the satellite dynamics.

La valeur déterminée du couple de stabilisation en tangage Cy est fournie au moteur 54 pour que celui-ci communique à la roue inertielle 52 une accélération correspondante. The determined value of the pitch stabilization torque Cy is supplied to the motor 54 so that the latter communicates to the inertial wheel 52 a corresponding acceleration.

Le contrôle des angles de roulis et de lacet doit être couplé pour tenir compte de la dynamique libre. On le réalise avec la seule information disponible ne concernant que les angles de roulis et de lacet : la mesure de la composante du champ magnétique selon l'axe de tangage. The control of the roll and yaw angles must be coupled to take account of the free dynamics. This is done with the only information available concerning only the roll and yaw angles: the measurement of the component of the magnetic field along the pitch axis.

La partie à court terme des couples de stabilisation en roulis et en lacet Cx et C z est prise proportionnelle à la dérivée temporelle ABy de la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage : CX(CT) = kl8By et Cz(CT) = k26By A partir des relations (7), (8) et (10), la dynamique du mouvement à court terme en roulis et en lacet s'écrit alors, en l'absence de couple perturbateur, et en négligeant les variations du champ magnétique terrestre dans la bande de fréquence de la nutation::
IXÇ + k1Bz# + (H-k1Bx)# = 0 (15) Iz# - k2BXt - (H-k2BZ) = o (16)
On choisit alors les gains kl et k2 selon kl = kBz et k2 = -kBx (17) où k est un coefficient positif. La résolution des équations différentielles (15) et (16) conduit alors à l'équation en variable de Laplace s
+ k IxIx+IzBz+IzBz) H2 =0 (18)
IxIz IxIz
Pour obtenir dans le pire des cas un amortissement # (on prend typiquement # = 0,7), on choisit alors le coefficient k selon k = 2tH/(BOsin i)2 (19)
B0 étant de l'ordre de la norme du champ géomagnétique au niveau du plan équatorial (B0 - 2x10-5 T pour une orbite de 200 à 2000 km) . L'expression (19) est dans le cas où l'approximation 1x 1z est vérifiée.
The short-term part of the roll and yaw stabilization torques Cx and C z is taken proportional to the time derivative ABy of the difference between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis: CX (CT) = kl8By and Cz (CT) = k26By From relations (7), (8) and (10), the dynamics of the short-term roll and yaw movement is then written, in the absence of disturbing torque, and neglecting the variations of the earth's magnetic field in the nutation frequency band:
IXÇ + k1Bz # + (H-k1Bx) # = 0 (15) Iz # - k2BXt - (H-k2BZ) = o (16)
We then choose the gains kl and k2 according to kl = kBz and k2 = -kBx (17) where k is a positive coefficient. Solving the differential equations (15) and (16) then leads to the Laplace variable equation s
+ k IxIx + IzBz + IzBz) H2 = 0 (18)
IxIz IxIz
To obtain in the worst case a damping # (we typically take # = 0.7), we then choose the coefficient k according to k = 2tH / (BOsin i) 2 (19)
B0 being of the order of the norm of the geomagnetic field at the level of the equatorial plane (B0 - 2x10-5 T for an orbit of 200 to 2000 km). Expression (19) is in the case where the 1x 1z approximation is verified.

Pour obtenir la partie à court terme Cx(cT) Cz (CT) des couples de stabilisation en roulis et en lacet, on soumet la différence 8By à un filtrage passe-bande ayant typiquement une fréquence de coupure basse de l'ordre du cinquième de la fréquence de nutation

Figure img00090001

et une fréquence de coupure haute de l'ordre de cinq fois la fréquence de nutation th. Le signal ainsi filtré est dérivé et multiplié respectivement par les coefficients kl et k2 (avec k donné par la relation (19)) pour obtenir Cx(CT) et Cz(CT). To obtain the short-term part Cx (cT) Cz (CT) of the roll and yaw stabilization torques, the difference 8By is subjected to bandpass filtering typically having a low cut-off frequency of the order of a fifth of the frequency of nutation
Figure img00090001

and a high cut-off frequency of the order of five times the nutation frequency th. The signal thus filtered is derived and multiplied respectively by the coefficients kl and k2 (with k given by equation (19)) to obtain Cx (CT) and Cz (CT).

Les couples de stabilisation à long terme en roulis et en lacet sont pris proportionnels à la différence aBy entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage : Cx(LT)= K18By et Cz(LT)= K2#By.  The long-term stabilization torques in roll and yaw are taken proportional to the difference aBy between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis: Cx (LT) = K18By and Cz (LT) = K2 # By .

Les équations (5) et (6) deviennent alors v + #0# = Cx '/H + (K1/H) (B,W - Bz9) (20) # - #0# = Cz '/H - (K2/H) (Bxv - Bz#) (21)
Une approche en terme de transformée de Laplace n'est plus rigoureuse avec les termes de champ magnétique.
Equations (5) and (6) then become v + # 0 # = Cx '/ H + (K1 / H) (B, W - Bz9) (20) # - # 0 # = Cz' / H - (K2 / H) (Bxv - Bz #) (21)
An approach in terms of Laplace transform is no longer rigorous with the terms of magnetic field.

On peut cependant écrire les équations découplées où apparaît le terme d'amortissement (en variable de Laplace) -(l/H)/(KlBx+ K2Bz)s
Pour garder ce terme toujours positif et assurer le contrôle à long terme, on prend alors
K1 = -KBX et K2 = -KBz (22) où K est un coefficient positif.Dès lors, le terme d'amortissement de la dynamique à long terme est donné par
2 2 (K/H)(Bz2 + Box2) et on détermine le coefficient K en fonction de l'amortissement # qu'on souhaite obtenir dans le pire des cas (typiquement # 0,7) selon
K = 2 #H#0/ (B0 sin i)2 (23)
Pour obtenir les couples d'amortissement à long terme Cx Cx(LT) et Cz(LT), on soumet le signal de différence #By à un filtrage passe-bas de fréquence de coupure sensiblement inférieure à la fréquence de nutation, et on multiplie le signal ainsi filtré par les coefficients K1 et K2 (avec K donné par la relation (23)) pour obtenir Cx(LT) et Cz(LT).
We can, however, write the decoupled equations where the depreciation term appears (in Laplace variable) - (W / H) / (KlBx + K2Bz) s
To keep this term always positive and ensure long-term control, we then take
K1 = -KBX and K2 = -KBz (22) where K is a positive coefficient. Therefore, the damping term for long-term dynamics is given by
2 2 (K / H) (Bz2 + Box2) and the coefficient K is determined as a function of the damping # which one wishes to obtain in the worst case (typically # 0.7) according to
K = 2 # H # 0 / (B0 sin i) 2 (23)
To obtain the long-term damping torques Cx Cx (LT) and Cz (LT), the difference signal #By is subjected to low-pass filtering with a cut-off frequency significantly lower than the nutation frequency, and we multiply the signal thus filtered by the coefficients K1 and K2 (with K given by equation (23)) to obtain Cx (LT) and Cz (LT).

Les couples de stabilisation totaux en roulis et en lacet
Cx = Cx (CT) + Cx(LT) et Cz = Cz < CT) + (LT) sont obtenus par un bloc de calcul 68 (figure 3), et adressés à un autre bloc de calcul 70 qui détermine les moments magnétiques Mx et Mz à appliquer par les magnétocoupleurs 56 et 58.
Total stabilization torques in roll and yaw
Cx = Cx (CT) + Cx (LT) and Cz = Cz <CT) + (LT) are obtained by a calculation block 68 (Figure 3), and addressed to another calculation block 70 which determines the magnetic moments Mx and Mz to be applied by the magnetocouplers 56 and 58.

Les magnétocoupleurs 56 et 58 sont alimentés de manière à produire d'une part un moment magnétique (MX(s), Mz < S)) générant les couples de stabilisation en roulis et en lacet par interaction avec la composante du champ magnétique selon l'axe de tangage, et d'autre un moment magnétique
(MX(d), Mz(d)) générant un couple de désaturation de la roue inertielle selon l'axe de tangage par interaction avec les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet.
The magnetocouplers 56 and 58 are supplied so as to produce on the one hand a magnetic moment (MX (s), Mz <S)) generating the stabilization torques in roll and yaw by interaction with the component of the magnetic field according to the pitch axis, and another magnetic moment
(MX (d), Mz (d)) generating a desaturation torque of the inertial wheel along the pitch axis by interaction with the components of the magnetic field along the roll and yaw axes.

On définit les commandes de désaturation de façon à toujours garder un couple de désaturation du même signe que le couple de stabilisation en tangage Cy. Le couple de désaturation de la roue inertielle a une composante MX(d) selon l'axe de roulis de la forme MX(d)=-CyBz/(Bx2+ Bz2) (24) et une composante Mz(d) selon l'axe de lacet de la forme M z (d) = CyBX/(Bx2+ Bz2) (25)
L'interaction avec le champ magnétique terrestre génère alors un couple de désaturation égal à c selon l'axe de tangage. Il est également généré deux couples parasites selon les axes de roulis et de lacet, qui sont traités comme des couples perturbateurs, c'est-à-dire inclus dans les
termes Cx' et C z' dans les relations (1) et (3).
The desaturation commands are defined so as to always keep a desaturation torque of the same sign as the pitch stabilization torque Cy. The desaturation torque of the inertial wheel has a component MX (d) along the roll axis of the form MX (d) = - CyBz / (Bx2 + Bz2) (24) and a component Mz (d) along the axis yaw of the form M z (d) = CyBX / (Bx2 + Bz2) (25)
Interaction with the Earth's magnetic field then generates a desaturation torque equal to c along the pitch axis. Two parasitic torques are also generated along the roll and yaw axes, which are treated as disturbing torques, that is to say included in the
terms Cx 'and C z' in relations (1) and (3).

Le contrôle en roulis et en lacet est réalisé en utilisant la composante du champ magnétique selon l'axe de tangage MX(s) = Cz/By et Mz(s) = Cx/By (26)
L'orbite étant non polaire, le champ magnétique By selon l'axe de tangage n'est jamais nul, et deux magnétocoupleurs suffisent donc pour réaliser le contrôle.
The roll and yaw control is performed using the component of the magnetic field along the pitch axis MX (s) = Cz / By and Mz (s) = Cx / By (26)
The orbit being non-polar, the magnetic field By along the pitch axis is never zero, and two magnetocouplers are therefore sufficient to carry out the control.

Si l'orbite se rapproche d'une orbite polaire (i 90 ), il est possible d'utiliser un troisième magnétocoupleur pour générer les couples de stabilisation en roulis et en lacet.If the orbit approaches a polar orbit (i 90), it is possible to use a third magnetocoupler to generate the stabilization torques in roll and yaw.

Comme le champ magnétique a également des composantes en roulis et en lacet, les commandes M,(s) et Mz(S) créent des couples selon l'axe de tangage. Ces couples perturbateurs sont périodiques et absorbés par la roue inertielle.As the magnetic field also has roll and yaw components, the commands M, (s) and Mz (S) create torques along the pitch axis. These disturbing torques are periodic and absorbed by the inertial wheel.

On notera, que dans les équations (9) à (12), (15) à (18), (20) à (22) et (24) à (26) données ci-dessus, on peut prendre comme valeurs de Bx, By et Bz soit les composantes du champ magnétique terrestre mesurées par le magnétomètre (50), soit celles calculées par le bloc 62, les différences que cela implique étant négligeables lorsque les angles d'attitude , O et v sont petits. Note that in equations (9) to (12), (15) to (18), (20) to (22) and (24) to (26) given above, we can take as values of Bx , By and Bz either the components of the Earth's magnetic field measured by the magnetometer (50), or those calculated by block 62, the differences that this implies being negligible when the attitude angles, O and v are small.

Les figures 4A à 4C illustrent des résultats de simulations effectuées sur un système de contrôle d'attitude tel que décrit ci-dessus. Le modèle de champ magnétique
(bloc 62) était pris comme un développement harmonique à l'ordre 4, avec une erreur inférieure à 5% par rapport au champ mangétique réel représenté par un développement harmonique à l'ordre 8. Sur une orbite à 1000 km inclinée de i = 60-, les simulations ont montré une stabilisation avec une précision d'environ 3- en roulis et en lacet et d'environ 6 en tangage, avec une roue inertielle 52 d'un capacité cinétique de 10 Nms. Les figures 4A à 4C représentent les variations des angles de roulis, de tangage et de lacet sur une période de l'ordre d'une journée. Les moments magnétiques de contrôle restent à des valeurs modérées (moins de 30 Am2), compatibles avec une mise en oeuvre à bord d'un mini-satellite. Les performances peuvent encore être améliorées en augmentant le moment cinétique de la roue.
FIGS. 4A to 4C illustrate results of simulations carried out on an attitude control system as described above. The magnetic field model
(block 62) was taken as a harmonic development at order 4, with an error of less than 5% compared to the real eating field represented by a harmonic development at order 8. On an orbit at 1000 km inclined by i = 60-, the simulations showed stabilization with an accuracy of around 3- in roll and yaw and around 6 in pitch, with an inertial wheel 52 with a kinetic capacity of 10 Nms. FIGS. 4A to 4C represent the variations in the roll, pitch and yaw angles over a period of the order of a day. The magnetic control moments remain at moderate values (less than 30 Am2), compatible with implementation on board a mini-satellite. Performance can be further improved by increasing the angular momentum of the wheel.

Le procédé de contrôle d'attitude qui vient d'être décrit est d'une mise en oeuvre particulièrement simple, de sorte qu'il peut être entièrement implémenté à bord du satellite. Les moyens utilisés pour générer les couples de stabilisation ou de désaturation peuvent être différents de ceux qui ont été décrits à titre d'exemple ; on peut notamment utiliser, en remplacement ou en complément des magnétocoupleurs, d'autres roues inertielles ou des tuyères... The attitude control method which has just been described is of a particularly simple implementation, so that it can be entirely implemented on board the satellite. The means used to generate the stabilization or desaturation couples may be different from those which have been described by way of example; it is possible in particular to use, as a replacement or in addition to magnetocouplers, other inertial wheels or nozzles ...

On peut encore envisager d'alimenter le magnétomètre et les magnétocoupleurs en temps partagé, pour minimiser les perturbations des mesures par les magnétocoupleurs.  It is also possible to envisage supplying the magnetometer and the magnetocouplers with time-sharing, in order to minimize the disturbances of the measurements by the magnetocouplers.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle d'attitude d'un satellite (S) d'orbite non-équatoriale ayant un axe de roulis, un axe de tangage et un axe de lacet et comportant une roue inertielle (52) procurant un moment cinétique (H) selon l'axe de tangage, dans lequel on mesure les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis, de tangage et de lacet du satellite, et on calcule, à bord du satellite, des composantes de champ magnétique selon les mêmes axes en appliquant un modèle prédéterminé du champ magnétique terrestre et en supposant que les angles de roulis, de tangage et de lacet ((p,O,'v) prennent des valeurs de consigne prédéterminées, caractérisé en ce qu'on applique au satellite un couple de stabilisation en tangage (Cy) déterminé sur la base d'estimations (o*) de l'angle de tangage obtenues à bord du satellite à partir des composantes calculées et mesurées du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet, et en ce qu'on applique au satellite des couples de stabilisation en roulis et en lacet  1. Method for controlling the attitude of a satellite (S) of non-equatorial orbit having a roll axis, a pitch axis and a yaw axis and comprising an inertial wheel (52) providing a angular momentum (H ) along the pitch axis, in which the components of the magnetic field are measured along the roll, pitch and yaw axes of the satellite, and on the satellite the magnetic field components are calculated along the same axes in applying a predetermined model of the earth's magnetic field and assuming that the roll, pitch and yaw angles ((p, O, 'v) take predetermined set values, characterized in that a torque of pitch stabilization (Cy) determined on the basis of estimates (o *) of the pitch angle obtained on board the satellite from the calculated and measured components of the magnetic field along the roll and yaw axes, and in this that we apply to the couple satellite s roll and yaw stabilization (Cx,Cz) C z > déterminés sur la base de la différence (6By) entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage. (Cx, Cz) C z> determined on the basis of the difference (6By) between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les estimations (0*) de l'angle de tangage sont obtenues selon la formule: 0* = (Bz 8Bx Bx 8Bz) / (Bx2 + Bz2) où 8Bx et 8B désignent les différences entre les composantes calculées et mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet, et Bx et B désignent les composantes calculées ou mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet. 2. Method according to claim 1, characterized in that the estimates (0 *) of the pitch angle are obtained according to the formula: 0 * = (Bz 8Bx Bx 8Bz) / (Bx2 + Bz2) where 8Bx and 8B denote the differences between the calculated and measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes, and Bx and B denote the calculated or measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le couple de stabilisation en tangage (Cy) est déterminé de façon à avoir une partie proportionnelle à l'estimation (0*) de l'angle de tangage et une partie proportionnelle à la dérivée temporelle de l'estimation (8*) de l'angle de tangage. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pitch stabilization torque (Cy) is determined so as to have a part proportional to the estimate (0 *) of the pitch angle and a proportional part to the time derivative of the estimate (8 *) of the pitch angle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les couples de stabilisation en roulis et en lacet (Cx,Cz) sont déterminés de façon à avoir chacun une partie (Cx(L7), Cz(LT)) proportionnelle à la différence < 8By) entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage et une partie 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the roll and yaw stabilization torques (Cx, Cz) are determined so as to each have a part (Cx (L7), Cz (LT) )) proportional to the difference <8By) between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis and a part < Cx (CT), Cz(CT)) proportionnelle à la dérivée temporelle de ladite différence. <Cx (CT), Cz (CT)) proportional to the time derivative of said difference. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé ce qu'on obtient les parties respectives Cx(cT) et Cz(CT) des couples de stabilisation en roulis et en lacet qui sont proportionnelles à la dérivée de la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage selon les formules: Cx (CT) = k Bz 8 et Cz(CT) = -k Bx où - ABy désigne la dérivée de ladite différence; - Bx et B z désignent les composantes calculées ou mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet; et - k désigne un coefficient positif. 5. Method according to claim 4, characterized in that the respective parts Cx (cT) and Cz (CT) of the roll and yaw stabilization torques which are proportional to the derivative of the difference between the calculated and measured components are obtained. of the magnetic field along the pitch axis according to the formulas: Cx (CT) = k Bz 8 and Cz (CT) = -k Bx where - ABy denotes the derivative of said difference; - Bx and B z denote the calculated or measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes; and - k denotes a positive coefficient. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on obtient les parties respectives 6. Method according to claim 4 or 5, characterized in that the respective parts are obtained Cx(LT) et Cz(LT) des couples de stabilisation en roulis et en lacet qui sont proportionnelles à la différence entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage selon les formules: Cx (LT) = -K Bx aBy et Cz(LT) = -K Bz8Bv où - 8By désigne ladite différence; - Bx et B z désignent les composantes calculées ou mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet; et - K désigne un coefficient positif.Cx (LT) and Cz (LT) of the roll and yaw stabilization torques which are proportional to the difference between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis according to the formulas: Cx (LT) = -K Bx aBy and Cz (LT) = -K Bz8Bv where - 8By denotes said difference; - Bx and B z denote the calculated or measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes; and - K denotes a positive coefficient. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le couple de stabilisation en tangage (Cy) est appliqué par une commande de rotation de la roue inertielle (52). 7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pitch stabilization torque (Cy) is applied by a control of rotation of the inertial wheel (52). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les couples de stabilisation en roulis et en lacet (Cx,Cz) sont appliqués par au moins deux magnéto-coupleurs (56,58) perpendiculaires à l'axe de tangage qu'on alimente de manière à produire un moment magnétique générant les couples de stabilisation en roulis et en lacet par interaction avec la composante du champ magnétique selon l'axe de tangage. 8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the roll and yaw stabilization torques (Cx, Cz) are applied by at least two magneto-couplers (56,58) perpendicular to the pitch axis that is fed so as to produce a magnetic moment generating the roll and yaw stabilization torques by interaction with the component of the magnetic field along the pitch axis. 9. Procédé selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'on alimente les magnéto-coupleurs 9. Method according to claims 7 and 8, characterized in that it supplies the magneto-couplers (56,58) de manière à produire en outre un moment magnétique générant un couple de désaturation de la roue inertielle selon l'axe de tangage par interaction avec les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet. (56,58) so as to also produce a magnetic moment generating a desaturation torque of the inertial wheel along the pitch axis by interaction with the components of the magnetic field along the roll and yaw axes. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moment magnétique générant un couple de désaturation de la roue inertielle a une composante MX(d) selon l'axe de roulis de la forme MX(d)=-CyBz/(Bx2+Bz2) et une composante Mz(d) selon l'axe de lacet de la forme Mz (d) = CyBX/(Bx2+Bz2), où Cy désigne le couple de stabilisation en tangage, et Bx et B z désignent les composantes calculées ou mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet.  10. Method according to claim 9, characterized in that the magnetic moment generating a desaturation torque of the inertial wheel has a component MX (d) along the roll axis of the form MX (d) = - CyBz / (Bx2 + Bz2) and a component Mz (d) along the yaw axis of the form Mz (d) = CyBX / (Bx2 + Bz2), where Cy designates the pitch stabilization torque, and Bx and B z designate the components calculated or measured magnetic field respectively according to the roll and yaw axes. 11. Système de contrôle d'attitude d'un satellite 11. Satellite attitude control system (S) d'orbite non-équatoriale, comprenant des moyens magnétométriques (50) pour mesurer les composantes du champ magnétique selon un axe de roulis, un axe de tangage et un axe de lacet du satellite, une roue inertielle (52) procurant un moment cinétique < H) selon l'axe de tangage, des moyens (54,56,58) générateurs de couples de stabilisation en roulis, en tangage et en lacet, et des moyens (60) de commande des moyens générateurs de couples de stabilisation incluant des moyens (62) pour calculer des composantes de champ magnétique selon les axes de roulis, de tangage et de lacet en appliquant un modèle prédéterminé du champ magnétique terrestre et en supposant que les angles de roulis, de tangage et de lacet (,8,W) prennent des valeurs de consigne prédéterminées, caractérisé en ce que les moyens de commande (60) commandent les moyens générateurs de couples de stabilisation de manière à appliquer au satellite un couple de stabilisation en tangage (Cy) déterminé sur la base d'estimations (0*) de l'angle de tangage obtenues à partir des composantes calculées et mesurées du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet, et à appliquer au satellite des couples de stabilisation en roulis et en lacet (Cx,Cz) déterminés sur la base de la différence (6By) entre les composantes calculée et mesurée du champ magnétique selon l'axe de tangage. (S) of non-equatorial orbit, comprising magnetometric means (50) for measuring the components of the magnetic field along a roll axis, a pitch axis and a yaw axis of the satellite, an inertial wheel (52) providing a angular momentum <H) along the pitch axis, means (54, 56, 58) generating stabilizing torques in roll, pitch and yaw, and means (60) for controlling means generating stabilizing torques including means (62) for calculating magnetic field components along the roll, pitch and yaw axes by applying a predetermined model of the earth's magnetic field and assuming the roll, pitch and yaw angles (, 8 , W) take predetermined set values, characterized in that the control means (60) control the means for generating stabilization torques so as to apply to the satellite a determined stabilization torque in pitch (Cy) on the basis of estimates (0 *) of the pitch angle obtained from the calculated and measured components of the magnetic field along the roll and yaw axes, and to apply stabilization torques in roll and yaw to the satellite (Cx, Cz) determined on the basis of the difference (6By) between the calculated and measured components of the magnetic field along the pitch axis. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de commande (60) obtiennent l'estimation (8t) de l'angle de tangage selon la formule: et (Bz6Bx-Bx8Bz) / (Bx2+Bz2) où 8Bx et 8B z dé signent les différences entre les composantes calculées et mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet, et Bx et B z désignent les composantes calculées ou mesurées du champ magnétique respectivement selon les axes de roulis et de lacet. 12. System according to claim 11, characterized in that the control means (60) obtain the estimate (8t) of the pitch angle according to the formula: and (Bz6Bx-Bx8Bz) / (Bx2 + Bz2) where 8Bx and 8B z denote the differences between the calculated and measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes, and Bx and B z denote the calculated or measured components of the magnetic field respectively along the roll and yaw axes. 13. Système selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens générateurs de couples de stabilisation en tangage sont constitués par un moteur (54) d'entraînement en rotation de la roue inertielle (52), associé à des moyens de désaturation. 13. System according to claim 11 or 12, characterized in that the means for generating pitch stabilization torques are constituted by a motor (54) for driving the inertial wheel in rotation (52), associated with desaturation means . 14. Système selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les moyens générateurs de couples d'asservissement selon les axes de roulis et de lacet sont constitués par au moins deux magnéto-coupleurs (56,58) perpendiculaires à l'axe de tangage. 14. System according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the means for generating control torques along the roll and yaw axes are constituted by at least two magneto-couplers (56, 58) perpendicular to the pitch axis. 15. Système selon les revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les moyens de commande (60) commandent l'alimentation des magnéto-coupleurs (56,58) de manière à produire d'une part un moment magnétique de stabilisation en roulis et en lacet, générant les couples de stabilisation en roulis et en lacet par interaction avec la composante du champ magnétique selon l'axe de tangage, et d'autre part un moment magnétique de désaturation générant un couple de désaturation de la roue inertielle (52) selon l'axe de tangage par interaction avec les composantes du champ magnétique selon les axes de roulis et de lacet.  15. System according to claims 13 and 14, characterized in that the control means (60) control the supply of the magneto-couplers (56, 58) so as to produce on the one hand a magnetic moment of stabilization in roll and in yaw, generating the stabilization torques in roll and in yaw by interaction with the component of the magnetic field along the pitch axis, and on the other hand a magnetic desaturation moment generating a desaturation torque of the inertial wheel (52) along the pitch axis by interaction with the components of the magnetic field along the roll and yaw axes.
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