[實(shí)用新型]用于線陣地球敏感器變軌道姿態(tài)測(cè)量的地球模擬器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621297501.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN206410714U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于遠(yuǎn)航;劉石神;孫浩;呂慧峰;周士兵;金亞方;田清;孔曉健;殷珍珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所;常州光電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及星載紅外地球敏感器的地面測(cè)試設(shè)備。具體涉及一種適用于線陣紅外地球敏感器檢測(cè)手段，新型模擬地球輻射源的產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

紅外地球敏感器一種是利用地球自身的紅外輻射來(lái)測(cè)量航天器相對(duì)于當(dāng)?shù)卮咕€或者當(dāng)?shù)氐仄椒轿坏淖藨B(tài)敏感器，也稱地平儀。目前紅外地球敏感器主要有3種形式：地平穿越式、邊界跟蹤式和輻射熱平衡式。線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器是一種典型的輻射熱平衡式地球敏感器，因?yàn)闆](méi)有運(yùn)動(dòng)部件，體積和質(zhì)量較小，功耗低，特別適合長(zhǎng)壽命飛行任務(wù)，廣泛應(yīng)用于對(duì)地定向偵探、氣象、通訊、地資等人造衛(wèi)星上。

線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器(以下簡(jiǎn)稱地球敏感器)一般具有等間隔對(duì)稱分布的4個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別接收來(lái)自地球不同部分的紅外輻射，通過(guò)對(duì)每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)接收到的不同紅外輻射能量進(jìn)行分析而得出航天器姿態(tài)。例如地球敏感器當(dāng)所有光學(xué)系統(tǒng)接收能量相等時(shí)，表示航天器姿態(tài)角為零。當(dāng)前后兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)接收能量不相等時(shí)，表示航天器在俯仰軸有姿態(tài)偏差；同樣地，當(dāng)左右兩個(gè)視場(chǎng)接收能量不相等時(shí)，表示在滾動(dòng)軸有姿態(tài)偏差。

地球敏感器的性能和精度將直接影響衛(wèi)星在軌道上的工作狀態(tài)。為了對(duì)地球敏感器進(jìn)行性能測(cè)試及精度標(biāo)定，必須在地面上為其開發(fā)一套專用的性能測(cè)試設(shè)備，即地球模擬器，模擬出地球敏感器在不同軌道、不同姿態(tài)下運(yùn)行時(shí)看到的地球紅外圖像，實(shí)現(xiàn)地球敏感器性能指標(biāo)的地面測(cè)試評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的在于為線列陣紅外地球敏感器在不同軌道提供一種適合在地面進(jìn)行性能測(cè)試及精度標(biāo)定的地球模擬器，實(shí)現(xiàn)地球敏感器性能指標(biāo)的地面測(cè)試評(píng)估。

本專利一種用于線陣地球敏感器變軌道姿態(tài)測(cè)量的地球模擬器包括四個(gè)地球邊界紅外輻射模擬單元1、四個(gè)姿態(tài)模擬單元2和系統(tǒng)控制單元3；

所述地球邊界紅外輻射模擬單元中加熱薄膜1-5粘貼在熱板1-7上，加熱薄膜隔熱板1-4覆蓋于加熱薄膜1-5上通過(guò)螺釘與熱板1-7連接固定，熱板1-7與冷光闌1-2通過(guò)四個(gè)熱板隔熱支架1-6進(jìn)行連接固定，紅外準(zhǔn)直鏡1-1通過(guò)螺釘與框架1-3連接固定，框架1-3通過(guò)螺釘與弧擺臺(tái)2-1固定，通過(guò)控制地球邊界紅外輻射模擬單元1中的熱板1-7和冷光闌1-2的溫度差模擬地球邊界紅外輻射，四個(gè)紅外輻射模擬單元共同組成整個(gè)紅外地球熱輻射；

所述姿態(tài)模擬單元2中弧擺臺(tái)2-1通過(guò)螺釘與傾斜支架2-2連接固定，傾斜支架2-2通過(guò)螺釘與頂板2-3連接固定；

通過(guò)系統(tǒng)控制單元4控制升降單元3帶動(dòng)紅外地球敏感器升降，模擬不同軌道高度的姿態(tài)變化，通過(guò)系統(tǒng)控制單元4控制姿態(tài)模擬單元2帶動(dòng)地球邊界紅外輻射模擬單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，模擬不同姿態(tài)的角度變化，從而實(shí)現(xiàn)在線列陣紅外地球敏感器用于不同軌道不同姿態(tài)角度的地面測(cè)試及標(biāo)校。

本專利的優(yōu)點(diǎn)是：模擬器通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，精度高。

附圖說(shuō)明

圖1為本專利中地球模擬器組成圖；

圖中：1-地球邊界紅外輻射模擬單元；2-姿態(tài)模擬單元；3-系統(tǒng)控制單元。

圖2為本專利中地球模擬器結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1-1-紅外鏡頭、1-2-冷光闌、1-3-框架、1-4-加熱薄膜隔熱板、1-5-加熱薄膜和1-6-隔熱支架、1-7-熱板、2-1-弧擺臺(tái)、2-2-傾斜支架、2-3-頂板；

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)圖1、圖2給出本專利的一個(gè)較好實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，以便更好地了解本專利的結(jié)構(gòu)特征和功能特點(diǎn)。需要指出的是，給出的實(shí)例是為了說(shuō)明本專利，而不是用來(lái)限制本專利的范圍。

如圖1所示，本專利包括四個(gè)地球邊界紅外輻射模擬單元1、四個(gè)姿態(tài)模擬單元2和系統(tǒng)控制單元3。其中通過(guò)控制地球邊界紅外輻射模擬單元1產(chǎn)生紅外輻射信號(hào)，姿態(tài)模擬單元2帶動(dòng)紅外輻射模擬單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)控制單元3控制地球邊界紅外輻射模擬單元1的溫差和姿態(tài)模擬單元2的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)來(lái)模擬(滾動(dòng)角0°、俯仰角5°)、(滾動(dòng)角5°、俯仰角0°)(滾動(dòng)角0°、俯仰角-5°)和(滾動(dòng)角-5°、俯仰角0°)四個(gè)姿態(tài)角地球紅外輻射，線列陣紅外地球敏感器通過(guò)采集、處理和計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角變化與地球模擬器模擬的姿態(tài)角進(jìn)行對(duì)應(yīng)來(lái)對(duì)線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器進(jìn)行地面試驗(yàn)和判定測(cè)試。