[发明专利]零磁空间中测量卫星的剩磁和感磁的装置及方法

说明书

技术领域

本发明是用人工场的方法测量卫星磁矩中的剩磁和感磁和修正由感磁引起的测量磁场的误差，即本发明提供了零磁空间中测量卫星的剩磁和感磁的装置及方法。

背景技术

卫星的磁矩影响卫星的姿态、运行轨道和磁场测量，所述的卫星的磁矩，在卫星运行时它和地磁场间的相互作用，进而产生力矩。因此，通过测量卫星的磁矩，进而能够减小和消除卫星磁矩对卫星姿态、运行轨道磁场测量的影响是亟待解决的技术问题。

现有的测量卫星的磁矩的方法包含：悬挂法，球面作图法、赤道作图法和偶极子法。目前用得较多的是赤道作图法和偶极子法。上述这些方法各有特点，它们共同的一个缺陷是不能把磁矩中的剩磁和感磁区分开。同时卫星在地磁场中运行，它的感磁随地磁场大小和方向的变化而变化，而不是一个固定的值。因此如何将卫星在磁场中运行时的剩磁和感磁进行分离不仅对卫星的姿态和运行轨道有影响，而且对磁强计测量地磁场的精度也有很大的影响。

发明内容

本发明的目的是把在零磁空间中测量到的磁矩中的剩磁和感磁区分开来，而且对卫星测量到的地磁场进行修正，而得到真实的地磁场值。

为实现上述目的，本发明提供一种零磁空间中测量卫星的剩磁和感磁的装置，所述装置包含:三个线圈、转台、卫星和磁强计；

布放三个互相正交的第一线圈，第二线圈和第三线圈，且三个线圈分别沿东西、南北和垂直方向放置，然后将上述三个线圈通电产生零磁空间；

将转台固定放置在零磁空间的中心，再将卫星放置于在转台上，磁强计的三个轴与第一线圈、第二线圈和第三线圈的各个轴一致；

分别在第一线圈，第二线圈和第三线圈上施加人工场，并通过加场求出感磁系数；

其中，加人工场线圈和产生零磁空间线圈是同一线圈，且加的人工场需满足：产生的磁场使卫星感磁材料的感应场在线性范围内。

基于上述装置，本发明还提供了一种用于分离磁矩中的剩磁和感磁方法，所述方法包含：

步骤101)分别测量三轴磁强计的X、Y和Z轴的感磁系数α、β、γ；

步骤102)并根据得到的各个感磁系数将地磁场中测量到的磁矩中的剩磁和感磁进行区分。

为了实现本发明的技术目的，本发明还提供了另一种零磁空间中用于分离磁矩中的剩磁和感磁装置，所述装置包含：三轴磁强计，转台，卫星、伸杆和用于产生零磁空间三组正交线圈；

所述三个互相正交的第一线圈，第二线圈和第三线圈分别沿东西、南北和垂直方向放置，然后将上述三个线圈通电产生零磁空间；

所述的卫星和磁强计布放于转台上，若有伸杆与磁强计相连则伸杆必须完全打开；

所述三轴磁强计位于磁的南北或东西方向，用于测量三个坐标轴方向上的磁场；且所述的卫星上的磁强计同卫星布放于转台上；

其中，第一线圈、第二线圈或第三线圈产生的人工磁场应该使卫星感磁材料的感应磁场在线性范围内。

基于上述装置，本发明提供一种基于感磁系数获得真实磁场值的方法，所述方法包含：

步骤201)获得三轴磁强计的X、Y和Z轴的感磁系数；

步骤202)分别测量卫星在地磁场中运行时的X、Y和Z轴的磁场，并根据得到的各个感磁系数将地磁场中测量的磁矩中的剩磁和感磁进行区分；

步骤203)测量卫星在飞行时的三轴磁强计的X、Y和Z轴的磁场值，并依据步骤201)获得的剩磁和感磁获得真实的磁场值。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：本发明可以将测量到的卫星磁矩分离出剩磁和感磁，并在有磁强计的卫星上，得到真实的磁场。即本发明根据感磁系数和在飞行中测量到的地磁场，消除卫星产生剩磁和感磁以及地磁场引起的感磁，而得到真实的地磁场。本发明不仅可以把磁矩中的剩磁和感磁区分开来；而且在此基础上可对测量到的磁场进行修正获得真实的磁场值。

附图说明

图1是本发明的零磁空间中测量磁矩并区分剩磁和感磁示意图；

图2是本发明的零磁空间中测量磁矩并区分剩磁和感磁(有星上磁强计)示意图；

图3是本发明的零磁空间中测量磁矩并区分剩磁和感磁(有带伸杆的星上磁强计)示意图。

附图标识：

1、东西方向的线圈(X方向)2、南北方向的线圈(Y方向)

3、垂直方向的线圈(Z方向)4、三轴磁强计

5、卫星6、转台7、伸杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细阐述。

实施例1

本发明提供一种零磁空间中测量卫星的剩磁和感磁的装置，所述装置包含:三个线圈、转台、卫星和磁强计；