[发明专利]一种用于磁控小卫星的磁强计补偿因子的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁控小卫星的磁强计补偿因子的确定方法，属于空间环境试验测试技术领域。

背景技术

利用空间磁场环境控制卫星的姿态的技术，由于节省能源燃料、减轻卫星质量，降低发射成本而受到微小卫星平台的青睐。地磁场采用国际参考地磁场模型(IGRF)来描述，地磁场的强度和矢量是位置的函数，当确定了卫星的轨道，就可以求得地磁场矢量在轨道坐标系的分量(可记为B_O).而磁强计的测量值是地磁场矢量在卫星本体的坐标系的分量(可记为B_b)，理论上两者的关系应为：

B_b＝C_boB_O

式中C_bo是卫星姿态方向余弦矩阵，这样就可以在磁强计测量值与卫星姿态运动学方程之间建立数学关系，再利用滤波算法即可得到卫星姿态角。

同时，卫星由于结构和性能的需要总要使用一些永磁材料和感磁材料，因此总会有一定的剩磁矩，卫星上仪器内和仪器之间连线中的电流也会产生磁矩。剩磁特性，可近似认为不随外界磁场变化而变，相当于有一个固定不变的磁矩，该剩磁可通过添加相反的硬磁性材料方式对剩磁进行补偿。感磁特性，是随外界磁场变化而变化的磁场，磁性的方向、大小都与外界磁场有关。

对于只能使用磁强计的数据进行定姿的一类磁控小卫星，磁强计的测量值是地磁场矢量在卫星本体的坐标系的分量，在磁强计探测器位置处的航天器固有磁场必须很低和稳定，以便估计仪器的探测精度，否则被测量的弱小值以及在时间和空间上的变化，会被航天器本身的磁场所淹没。因此，在该类卫星的磁试验中，必须要解决在轨运行中整星剩磁矩、动态磁矩对磁强计测量数据的磁噪声干扰问题；以及磁感应器件的测量精度问题。所以现在急需一种在卫星轨道运行中对磁强计测量结果进行补偿从而获得能够对真实磁场情况进行描述的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于磁控小卫星的磁强计补偿因子的确定方法，通过地面模拟地磁场试验得到在卫星轨道运行中磁强计测量结果的补偿，从而能够实现空间环境地磁场环境的真实描述。

本发明的技术解决方案是：

一种用于磁控小卫星的磁强计补偿因子的确定方法包括步骤如下：

(1)整星放置在零磁试验室，调整卫星本体坐标系与试验室磁场坐标系三轴指向一致，利用磁强计测量得到在剩磁场环境下的整星剩磁场值B_x0、B_y0、B_z0；

(2)在零磁试验室中模拟真实的地磁场，通过线圈通电流的方法产生可控磁场，在卫星的三轴方向X、Y、Z分别加载模拟的地磁场强度值B_mx、B_my、B_mz，并利用磁强计测量得到该模拟地磁场环境下的整星的磁感应强度B_xc、B_yc、B_zc；

(3)确定磁强计补偿因子；

磁强计补偿因子K的计算公式如下：