[发明专利]基于卫星温度遥测的测温误差分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测温误差分析方法，特别是涉及一种基于卫星温度遥测的测温误差分析方法。

背景技术

目前，卫星测试和卫星在轨时，卫星测试人员与长管人员通过卫星下行的温度遥测来监视和判断卫星的工作状态是否正常。热敏电阻的阻值随着外界环境温度的变化而变化，基于这一原理，卫星温度采集方法是通过电路将不同温度环境下的热敏电阻阻值转换成不同大小的电压信号。电压信号通过星上处理（AD变换、星上调制与发射）后，通过天线辐射射频信号下传到“地面”，再由接收天线完成接收后，送往地面接收系统完成解析，分离出温度遥测。完整的卫星温度测量系统如图1所示。图1中R_P称为匹配电阻，它与热敏电阻R_r串联，基准电压V与匹配电阻、热敏电阻供电形成电流环路，热敏电阻两端的电压为V_r，V_r作为AD变换器的输入信号，AD变换器量化输出PCM信号V_L，经过星上调制发射后，传送到“地面”，由地面接收解调装置解析出温度遥测信号V_T。

为了得到此时的星上温度的测量值T′,需要完成以下三个步骤：

步骤1）根据遥测信号V_T计算热敏电阻两端的电压，使用式（1）求得热敏电阻的阻值；

R′=RpV/VT-1]]>………………………………式（1）

步骤2）根据热敏电阻R_r的分度表，进行曲线拟合，得到拟合方程T=f(R_r)；

步骤3）将R′代入方程T=f(R_r),得到测量温度T′=f（R′）,T′为卫星环境温度为T℃时的测量温度。

综上所述，温度测量在数学原理上将产生以下四个方面的误差：一，卫星利用三端稳压器提供的基准电压存在一定的精度，与设计值存在一定的误差，同时随着三端稳压器的老化，基准电压也会发生变化，导致卫星温度的测量出现误差；二，匹配电阻的大小直接关系到热敏电阻的分压值，而测量过程中使用的电压参数表征的热敏电阻阻值，故测温会产生误差；三，在进行AD转换过程中，AD的量化误差对高准确度、高精度测温也会产生影响；四，在地面对卫星温度遥测进行处理时，使用的曲线拟合也会产生误差。

上述误差的存在，对于实现卫星高准确度测温形成了巨大的挑战。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于卫星温度遥测的测温误差分析方法，其准确的分析测量过程中的误差，从而可以对每次温度测量进行计算补偿，实现高准确度测温。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于卫星温度遥测的测温误差分析方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一、由热敏电阻的分度表，拟合出热敏电阻曲线方程，同时计算拟合曲线方程在进行温度测量时与实际温度的拟合误差，根据拟合误差的大小确定拟合曲线的阶数及拟合方程的系数，确定热敏电阻的最佳拟合方程；

步骤二、基准电压由卫星下行遥测得到，判断与电路设计大小是否一致；若一致，基准电压不产生误差；若不一致，按照由基准电压基的精度导致的测温误差的计算方法确定由基准电压的偏差导致的测温误差；

步骤三、测温匹配电阻在安装前，需要经过标定，得到其阻值大小，与设计值大小比较是否一致；若一致，不产生误差；若不一致，按照由测温匹配电阻产生的误差的计算方法计算由测温匹配电阻的偏差导致的测温误差；

步骤四、根据AD变换器的量化位数及地面接收解调装置解析的温度遥测原码，按照由AD变换器造成的量化误差计算由AD变换器造成的量化误差范围；

步骤五、综合计算和估计卫星测温系统的数学原理误差。