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龙图腾网获悉北京控制工程研究所申请的专利一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划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：CN119429180B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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：202411521841.7，技术领域涉及：B64G1/24；该发明授权一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划方法是由范炜;孟雅哲;刘潇翔;曾海波;宁宇;王硕;常建松;杜航设计研发完成，并于2024-10-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划方法在说明书摘要公布了：一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划方法，属于航天器姿态控制技术领域，包括：在跟瞄机动过程中的任意时刻，设置相机光轴对准目标，与相机光轴垂直的卫星本体轴指向根据机动能力和指向需求设定，设定依据为本体轴在设定的法向量方向上；所述设定法向量方向根据跟瞄任务确定，包括四种情况，分别为保数传、保能源、保机动、保成像。本发明通过应用目标指向和对地指向构成平面的法向量，实现了跟瞄同时尽可能维持天线对地数据传输时的目标姿态设置。

本发明授权一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于法向量的跟瞄姿态机动路径规划方法，其特征在于，在跟瞄机动过程中的任意时刻，设置相机光轴对准目标，与相机光轴垂直的卫星本体轴指向根据机动能力和指向需求设定，设定依据为本体轴在设定的法向量方向上；所述设定法向量方向根据跟瞄任务确定，包括： 情况一，当机动能力满足任务需求，且天线应时刻与地面通信时，进入保通信模式，此时查找和相机光轴和天线夹角最大的本体轴，将其指向设定为跟瞄方向和对地方向所在平面的法向量； 情况二，当机动能力满足任务需求，且帆板应时刻发电时，进入保能源模式，此时选择与相机光轴和帆板所在轴夹角最大的本体轴，将其方向设定为跟瞄方向和太阳方向所在平面的法向量； 情况三，当机动能力只能满足跟瞄需求时，进入保机动模式，此时选择与轨道面夹角最大的本体轴，将其方向设定为卫星相对轨迹所在平面的法向量； 情况四，当跟瞄稳定度要求最高时，进入保成像模式，此时只设定相机光轴指向目标，其他轴不控； 所述情况一中，记目标姿态OXrYrZr的Xr轴指向观测目标、Zr为天线方向；记Xr与地心矢量构成的平面为目标-地心平面，则Yr为目标-地心平面法向量；Zr由右手定则确定，Yr方向保证Zr与地心矢量夹角不大于90°；此时的卫星标称姿态在保持Xr指向目标的同时有利于数传天线和地面的数据传输； 若需在保证天线和地面的数据传输的同时需兼顾能源或机动能力，选取角度将Yr和Zr绕-Xr旋转 当地心矢量和Xr的夹角大于保护角度AngPro且小于180-AngPro时，目标指向坐标系定义无奇异点，则目标指向姿态为 其中，为Xr在惯性系的表示，为地心矢量在惯性系的表示，为Zr与目标-地心平面的夹角；Zr在该平面的投影矢量偏向-Yr方向时为正；为目标指向，也是Xr的单位向量，为时Yr的单位向量，为时Zr的单位向量，Cir0为时从参考目标姿态到J2000惯性系的转换矩阵，Cxbias为绕-Xr轴转对应的坐标变换矩阵，和分别为考虑时目标姿态的三轴方向向量，为Cir0的转置，Cir为参考姿态到J2000惯性系的姿态转换矩阵； 在目标过顶后离开奇异区间时，对滚动角输入进行限幅，实际姿态为：保持指向目标的同时，滚动逐渐从初始的滚动角转到变化后的理论滚动角。

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