[發明專利]基于紅外測量的內衛星相對狀態確定系統及其方法

有效

• 申請號: 201010146279.6
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN101915927A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 王兆魁;張育林;范麗;韓大鵬;劉昆;項軍華;張峰;谷振豐
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S17/50
• 分類號: G01S17/50;G01S17/66
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 李賀香

1.內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：包括內衛星、容納內衛星的外衛星腔體、內衛星鎖緊與釋放機構、紅外定位系統及用于輸出數據的數據接口處理單元；所述的內衛星為球體，所述的外衛星腔體為中空封閉的球形結構，所述的內衛星的表面和所述外衛星腔體內壁具有不同的發射率、并共同形成所述紅外定位系統的成像環境；所述的紅外定位系統包括至少兩個安裝在所述外衛星腔體內壁上的紅外探測器、圖像采集與預處理電路單元和用于解算所述內衛星的相對位置、相對速度的狀態解算電路處理單元，并依次相聯，所述狀態解算電路處理單元和所述的數據接口處理單元相連；所述的內衛星鎖緊與釋放機構安裝在所述的外衛星腔體的一端，并在測量狀態開始前，鎖緊所述的內衛星，所述的內衛星鎖緊與釋放機構控制所述的紅外定位系統獲取輸出數據的開始操作。

2.根據權利要求1所述的內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：所述的內衛星的發射率不大于0.1、吸收率不小于0.3；所述外衛星腔體內壁發射率在0.4～0.7之間。

3.根據權利要求2所述的內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：所述的外衛星腔體內壁采用鋁陽極氧化工藝處理達到發射率在0.4～0.7之間。

4.根據權利要求1所述的內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：所述外衛星腔體內的溫度擾動在0.5K以內。

5.根據權利要求1所述的內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：所述的內衛星的材質為金鉑合金。

6.根據權利要求1所述的內衛星相對狀態測量系統，其特征在于：所述內衛星的半徑為20～30mm，所述外衛星腔體空腔半徑為200～300mm。

7.一種利用權利要求1所述的內衛星相對狀態測量系統進行內衛星狀態測量的方法，包含以下步驟：

第一步、將本發明的內衛星相對狀態測量系統連接到星載計算機，由星載計算機控制測量系統中所述內衛星鎖緊與釋放機構的狀態、控制紅外定位系統的開關機狀態，并接收數據接口處理單元輸出的數據；

第二步：當載有所述測量系統的內編隊飛行器進入高度為300～350km的太陽同步晨昏軌道時，所述測量系統中的紅外定位系統根據所述星載計算機的指令開機，進入等待狀態；

第三步：所述的星載計算機指令打開所述的鎖緊與釋放機構，釋放所述的內衛星，使所述的內衛星與所述的外衛星腔體脫離，同時，發送釋放成功指令給所述的紅外定位系統；

第四步：所述的紅外定位系統接收到所述的釋放成功指令后，開始獲取所述內衛星相對于外衛星腔體坐標系的相對位置、并由所述的狀態解算電路處理單元計算出相對速度，然后將所述的相對位置、相對速度通過所述的數據接口處理單元輸出給所述的星載計算機；

第五步：重復第四步，對所述內衛星的相對位置、相對速度進行連續測量與輸出。

8.根據權利要求7所述的內衛星相對狀態測量系統進行內衛星狀態測量的方法，其特征在于：所述第四步中獲取所述內衛星相對于外衛星腔體坐標系的相對位置通過所述的兩個紅外探測器交會測量得到。