[發明專利]一種衛星星敏感器指向在軌熱變形修正系統

在審

• 申請號: 202010214353.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111380567A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 張春雨;朱華;陳筠力;顧志悅;張宗華;周星馳
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種用于衛星星敏感器指向熱變形在軌修正系統，包括：對稱設計的大型平面天線載荷、溫度傳感器、星敏感器和地面高精度角度測量設備；所述星敏感器安裝在所述對稱設計的大型平面天線載荷中心位置，所述溫度傳感器安裝在所述對稱設計的大型平面天線載荷的中部；地面大型平面天線載荷加電測試時，采集所述地面高精度角度測量設備測量所述星敏感器指向的實時變形數據，所述溫度傳感器采集地面大型平面天線載荷加電期間的溫度變化數據，根據所述星敏感器指向的實時變形數據與所述溫度傳感器的溫度變化數據之間的關系，對在軌的所述星敏感器指向進行修正。本發明具有實現系統簡單、可在軌實時修正的優點。

技術領域

本發明涉及在軌修正系統，具體地，涉及一種衛星星敏感器指向熱變形在軌修正系統。

背景技術

星敏感器是衛星上精度最高的指向測量元件，其指向測量精度直接決定了衛星姿軌控的精度，從而直接影響衛星載荷的指向精度。常規的設計方法中，在大型平面天線載荷及星敏感器支架設計需分開進行熱變形控制。

大型平面天線載荷面積大，常規設計中，其安裝框架、安裝板、展開機構等支撐結構均采用低熱膨脹系數材料，但溫度變化，仍對平面天線載荷自身的指向有一定影響。

星敏感器支架常規設計中也采用了低熱膨脹系數材料，溫度變化對星敏感器的指向仍有一定影響。

衛星使用中，星敏感器指向與天線載荷的陣面擬合法線之間的夾角變化會引起載荷對地指向的變化。

常規設計中，大型平面天線載荷與星敏感器支架分別安裝在衛星本體時，溫度變化引起的衛星本體熱變形，對星敏感器及大型平面天線載荷的指向均有一定的影響；大型平面天線載荷與星敏感器支架一體設計時，未能考慮星敏感器在軌進行熱變形指向修正。

專利文獻CN110553667A(申請號：201910857315.0)公開了一種對星敏感器進行熱變形補償的方法，包括步驟：S1、在未發生熱變形的星敏感器安裝面，建立第一直角坐標系；S2、對星敏感器安裝面進行溫度控制，確定星敏感器安裝面不發生熱變形的基準溫度；S3、以基準溫度為起點，對星敏感器安裝面進行升溫操作，在星敏感器安裝面選擇一個測量點，測量該測量點在不同溫度下相對于第一直角坐標系的變形度，得到若干組變形度測量向量；S4、通過多項式擬合所述若干組變形度測量向量，得到變形度測量向量的溫度-形變擬合公式；S5、根據溫度-形變擬合公式，計算星敏感器的熱變形修正四元數；S6、根據熱變形修正四元數修正星敏感器測量的慣性系四元數。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于衛星星敏感器指向熱變形在軌修正系統。

根據本發明提供的一種用于衛星星敏感器指向熱變形在軌修正系統，包括：對稱設計的大型平面天線載荷1、溫度傳感器2、星敏感器3和地面高精度角度測量設備4；

所述星敏感器3安裝在所述對稱設計的大型平面天線載荷1中心位置，所述溫度傳感器2安裝在所述對稱設計的大型平面天線載荷1的中部；

地面大型平面天線載荷加電測試時，采集所述地面高精度角度測量設備4測量所述星敏感器3指向的實時變形數據，所述溫度傳感器2采集地面大型平面天線載荷加電期間的溫度變化數據，根據所述星敏感器3指向的實時變形數據與所述溫度傳感器2的溫度變化數據之間的關系，對在軌的所述星敏感器3指向進行修正。

優選地，所述星敏感器3安裝在星敏感器支架上，星敏感器支架與平面天線載荷框架整體設置。

優選地，所述地面高精度角度測量設備4測量所述星敏感器3指向的實時變形數據為天線陣面擬合法線與星敏感器指向之間的夾角變化；

所述天線陣面擬合法線是大型平面天線載荷的陣面法線，地面測試時，天線的陣面法線，是通過測量以后軟件擬合出的法線，所以稱為天線陣面擬合法線。