[發(fā)明專利]一種基于在軌遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星溫度獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210028804.3
• 申請(qǐng)日: 2012-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN102589725A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉百麟;金迪;韓崇巍;王巍巍;翁嘉;粘丹妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): G01K1/02
• 分類號(hào): G01K1/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星熱控技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種衛(wèi)星在軌飛行溫度獲取方法。

背景技術(shù)

目前，衛(wèi)星溫度的獲取和預(yù)測通常采用熱分析的方法，該方法基于衛(wèi)星總體布局與傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)而建立的熱分析模型，只適應(yīng)于設(shè)計(jì)、地面試驗(yàn)階段具有確定邊界條件的衛(wèi)星穩(wěn)態(tài)熱分析驗(yàn)證。

隨著衛(wèi)星在軌飛行時(shí)間推移，將會(huì)出現(xiàn)如下的不確定性：

1)衛(wèi)星表面熱控涂層(OSR、多層及熱控漆等)的熱物性性能出現(xiàn)退化，其在軌性能退化真實(shí)規(guī)律不可預(yù)測；

2)星上設(shè)備熱耗散隨著工作效率的下降而增大，其變化量級(jí)不確定；

3)有效載荷系統(tǒng)設(shè)備工作模式因用戶使用工況隨機(jī)變化，且設(shè)備熱容未知；

4)衛(wèi)星運(yùn)行目標(biāo)軌道控制允許存在偏差。

上述不確定因素在很大程度上將直接影響衛(wèi)星在軌實(shí)際飛行溫度瞬時(shí)變化，因此應(yīng)用熱分析模型預(yù)計(jì)衛(wèi)星在軌飛行溫度將會(huì)引起不可預(yù)估的計(jì)算誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種衛(wèi)星溫度獲取方法，利用有限的衛(wèi)星熱控邊界溫度遙測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確刻畫整星的飛行溫度，解決在軌飛行階段衛(wèi)星溫度準(zhǔn)確獲取和預(yù)估的難題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種基于在軌遙測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星溫度獲取方法，步驟如下：

(1)選取衛(wèi)星熱控邊界溫度遙測參數(shù)作為基準(zhǔn)溫度，所述的基準(zhǔn)溫度分為主體基準(zhǔn)溫度和個(gè)體基準(zhǔn)溫度兩類，所述的主體基準(zhǔn)溫度為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)板內(nèi)表面的遙測溫度，所述的個(gè)體基準(zhǔn)溫度為星體內(nèi)、外采取自主控溫設(shè)備的遙測溫度，以及星內(nèi)采取隔熱設(shè)計(jì)且其溫度具有相對(duì)獨(dú)立變化規(guī)律的設(shè)備的遙測溫度；

(2)確定主體基準(zhǔn)溫度控制域和個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域，其中主體基準(zhǔn)溫度控制域是以主體基準(zhǔn)溫度測溫點(diǎn)所在結(jié)構(gòu)板位置坐標(biāo)為幾何中心，以其所在的熱管網(wǎng)絡(luò)或以艙板溫度梯度小于設(shè)定值的溫度場域；個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域是由全部個(gè)體基準(zhǔn)溫度構(gòu)成的溫度場域；其中，主體基準(zhǔn)溫度控制域中除自主控溫及其溫度具有相對(duì)獨(dú)立變化規(guī)律設(shè)備外的設(shè)備溫度為主體基準(zhǔn)溫度控制域的元素，個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域中每個(gè)設(shè)備的基準(zhǔn)溫度為個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域的元素；

(3)對(duì)于主體基準(zhǔn)溫度控制域，利用衛(wèi)星歷史遙測數(shù)據(jù)，計(jì)算各主體基準(zhǔn)溫度控制域內(nèi)元素與該主體基準(zhǔn)溫度控制域的主體基準(zhǔn)溫度的差值，形成衛(wèi)星溫度關(guān)系數(shù)值矩陣；利用公式Tmbj,t=ΔQoutσϵjAj+(Tmbj,0+273.15)44-273.15]]>推算下一時(shí)刻主體基準(zhǔn)溫度控制域的主體基準(zhǔn)溫度，并利用衛(wèi)星溫度關(guān)系數(shù)值矩陣獲取下一時(shí)刻主體基準(zhǔn)溫度控制域中各元素的預(yù)測溫度，式中T_mbj，t為溫度域j的基準(zhǔn)溫度t時(shí)刻預(yù)示溫度，T_mbj，0為溫度域j的基準(zhǔn)溫度初始時(shí)刻遙測數(shù)據(jù)，ΔQ_out為溫度域j吸收的空間外熱流增量，σ為玻爾茲曼常數(shù)，ε_j為溫度域j的朝向深冷空間外表面的半球發(fā)射率，A_j為溫度域j的表面積；

(4)對(duì)于個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域，利用遙測方式實(shí)時(shí)獲取個(gè)體基準(zhǔn)溫度控制域中各元素的溫度；由每個(gè)個(gè)體基準(zhǔn)溫度變化規(guī)律周期的對(duì)應(yīng)時(shí)刻歷史遙測數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值形成個(gè)體基準(zhǔn)溫度域中各元素的基本樣條周期數(shù)據(jù)，利用基本樣條周期數(shù)據(jù)擬合下一周期對(duì)應(yīng)時(shí)刻的個(gè)體基準(zhǔn)溫度域各元素的預(yù)測溫度。