[發明專利]微納衛星磁場測量偏差修正方法及裝置

有效

• 申請號: 201710295653.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107422281B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 繩濤;趙勇;白玉鑄;庹洲慧;陳小前;何亮;冉德超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 北京奧文知識產權代理事務所(普通合伙) 11534
• 代理人: 張文;陰亮

本公開是關于一種微納衛星磁場測量偏差修正方法及裝置，該方法包括：獲取磁強計在微納衛星預設工況下測量得到的第一磁場偏差；獲取所述磁強計在所述微納衛星上每個部組件單獨工作時測量得到的第二磁場偏差；獲取所述磁強計在微納衛星上太陽電池陣在最大輸出電流下測量得到的第三磁場偏差；在所述微納衛星在軌運行時，確定各個部組件的第一磁場修正量；在所述微納衛星在軌運行時，確定各個部組件對應的太陽電池陣的第二磁場修正量；計算所述微納衛星在軌運行時的平臺磁場修正量；根據預設磁場測量模型以及所述平臺磁場修正量計算所述微納衛星的環境磁場值。該方法簡單方便，修正精度高，并且運算過程中消耗的星上計算資源小。

技術領域

本申請涉及衛星航天器控制技術領域，尤其涉及一種微納衛星磁場測量偏差修正方法及裝置。

背景技術

地磁場不受衛星姿態、光照等條件限制，是近地軌道衛星姿態測量最重要的參考源。基于衛星本體坐標下測量的地磁場矢量和根據地磁模型計算得到的地磁場矢量通過濾波計算可以得到衛星的姿態。地磁場依靠磁強計進行測量。磁強計結構簡單、體積小、功耗低，是近地軌道衛星最重要的姿態敏感器。但是衛星工作時會產生擾動磁場，使得磁強計產生測量偏差，最終影響姿態確定精度。

衛星上附加的擾動磁場通常由兩部分組成，一部分為星上磁性材料引起，如鋼性材料等，這部分磁性材料產生的擾動磁場相對穩定，可以通過地面測量進行修正；第二部分為星上電子設備工作時形成的電流環產生的磁場，這部分磁場在部組件工作時會產生相對穩定的磁場，不工作時不產生磁場。各個部組件由于電流環產生的擾動磁場在空間上可以疊加。

對于傳統大衛星，為了降低衛星本體擾動磁場對磁強計測量值的影響，通常將磁強計通過長桿伸出到衛星外部。磁場強度與磁體距離的三次方呈反比，因此增加距離可以降低磁場強度。但是對于微納衛星，由于體積、質量的限制，通常只能將磁強計安裝在衛星內部，與其他部組件之間的距離較近，因此受到的影響較大，且與衛星工況相關。同時，由于微納衛星通常采用體裝太陽電池陣，磁強計安裝在太陽電池陣形成的空腔內，其產生的時變磁場對磁強計的影響更不可忽略。當磁強計測量的地磁場與真實磁場存在較大偏差，基于該測量值計算的衛星姿態精度較低。

發明內容

本申請公開了一種微納衛星磁場測量偏差修正方法及裝置，以解決背景技術所述磁場測量偏差的問題。

為解決上述技術問題，本申請公開如下技術方案：

一種微納衛星磁場測量偏差修正方法，所述方法包括：

獲取磁強計在微納衛星預設工況下測量得到的第一磁場偏差B_R0；

獲取所述磁強計在所述微納衛星上每個部組件單獨工作時測量得到的第二磁場偏差B_Ri；其中，1≤i≤n，n為所述微納衛星上需要開關機部組件的總數量；

獲取所述磁強計在微納衛星上太陽電池陣在最大輸出電流下測量得到的第三磁場偏差B_Sj；其中，1≤j≤m，m為所述微納衛星上太陽電池陣的總數量；

在所述微納衛星在軌運行時，確定各個部組件的第一磁場修正量P_i；

在所述微納衛星在軌運行時，確定各個部組件對應的太陽電池陣的第二磁場修正量Q_j；

利用所述第一磁場偏差B_R0、第二磁場偏差B_Ri、第三磁場偏差B_Sj、第一磁場修正量P_i以及第二磁場修正量Q_j，計算所述微納衛星在軌運行時的平臺磁場修正量B_R；

根據預設磁場測量模型以及所述平臺磁場修正量B_R計算所述微納衛星的環境磁場值B。

可選地，所述確定各個部組件的第一磁場修正量，包括：