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龙图腾网获悉长光卫星技术股份有限公司申请的专利一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119861741B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510032394.7，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法是由曲友阳;戴路;范林东;韩霜雪;兰野设计研发完成，并于2025-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法，涉及航空航天技术领域。该磁控方法包括以下步骤：步骤1，对采用磁控的光学微小卫星姿态动力学进行建模；步骤2，计算单轴对日的姿态；步骤3，姿态控制期望力矩计算；步骤4，磁力矩器的期望磁矩计算。本发明的光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法，能够在极低功耗的条件下实现卫星的单轴对日稳定姿态控制，能够保证非任务长期模式的能源稳定与卫星的可靠运行。

本发明授权一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法在权利要求书中公布了：1.一种光学微小卫星单轴对日稳定姿态的磁控方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，对采用磁控的光学微小卫星姿态动力学进行建模； 建立采用磁控的光学微小卫星姿态动力学模型，用于卫星的姿态控制器设计； 步骤2，计算单轴对日的姿态； 根据星上GPS获取的UTC时间，计算单轴对日的期望姿态； 根据UTC时间tutc得到黄赤交角is和太阳黄经ls，根据黄赤交角is和太阳黄经ls，计算得到J2000平赤道地心惯性坐标系中，地球指向太阳的姿态四元数为： 由于对日姿态相当于惯性空间稳定，惯性坐标系的期望角速度ωd为： ωd＝[000]T 步骤3，姿态控制期望力矩计算； 结合卫星的姿态动力学模型，计算期望姿态四元数，建立采用磁控的误差姿态动力学模型；利用比例微分控制器计算磁控期望力矩； 步骤4，磁力矩器的期望磁矩计算； 根据姿态控制器计算得到的磁控期望力矩，计算磁力矩器的期望磁矩，作为磁力矩器的控制指令； 步骤1具体为： 光学微小卫星的姿态控制的参考坐标系采用J2000平赤道地心惯性坐标系作为参考坐标系，卫星的本体坐标系各转轴与惯量主轴重合；本体坐标系相对于惯性坐标系的姿态采用全局非奇异四元数表示为并满足约束条件姿态角速度表示为磁力矩器的控制力矩表示为 采用磁力矩器控制的卫星姿态动力学表示为： 式中：为一正定矩阵，表示卫星的转动惯量；分别表示Q,ω,q0,q的导数；I3表示3×3单位矩阵；为反对称矩阵，对任意向量满足Sxy＝x×y，×表示向量叉乘； 卫星期望姿态定义为本体坐标系相对于惯性坐标系的姿态指向，通过期望姿态四元数表示；姿态跟踪误差定义为误差四元数： 式中：表示四元数乘法； 角速度跟踪误差为： ωe＝ω-RQeωd 式中：ωd为航天器的期望角速度；旋转矩阵RQe有如下关系： 式中：Sqe表示qe的反对称矩阵；表示RQe的导数；且满足约束条件||RQe||＝1； 步骤3具体为： 卫星的误差姿态动力学为： 式中：为一正定矩阵，表示卫星的转动惯量；为反对称矩阵，对任意向量满足Sxy＝x×y，×表示向量叉乘； 为姿态角速度表示；为磁力矩器的控制力矩表示；分别表示Qe,ω,qe0,qe的导数； 单轴对日姿态控制器为： Tc＝ub+uf 式中： 式中：Kp为比例控制增益；Kd为微分控制增益；Kf为前馈控制增益； qe1,qe2分别为误差四元数qe的向量分量；ω1,ω2,ω3分别为姿态角速度ω的向量分量；δkω1为设定的自稳定轴控制增益，并满足以下条件： 式中：Tc为期望控制力矩，为自稳定轴要求的角速度界限；ub为基本的比例微分控制器，uf为非线性补偿控制器； 步骤4具体为： 在计算得到维持单轴对日稳定控制的期望控制力矩Tc后，结合磁强计测量的地球磁场在卫星本体坐标系下的磁场强度Mb，得到三轴磁力矩器的期望磁矩m为： 式中：Mb1,Mb2,Mb3分别为Mb的向量分量，有Mb＝Mb1,Mb2,Mb3T；Tc1,Tc2,Tc3分别为Tc的向量分量，有Tc＝Tc1,Tc2,Tc3T；kmag为磁控分配增益。

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