[发明专利]一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法

说明书

一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法，涉及航天器热控制领域；包括步骤：步骤(一)、获得位于地球静止轨道遥感器外热流变化规律；并分别确定遥感器外热流处于极端高温工况和极端低温工况的时间；确定遥感器内热源工作类型；确定遥感器内热源的工作模式；步骤(二)、位于地球静止轨道遥感器外热流处于高温工况时，对外部热流进行屏蔽；步骤(三)、位于地球静止轨道遥感器外热流处于高温工况时，对遥感器内部进行热控制；步骤(四)、对遥感器内部光学系统的主动热控系统进行设计；本发明提供了一种静止轨道光学系统热控设计方法，可有效屏蔽内外部热流对光学系统温度的扰动，为光学系统提供稳定的温度环境，保证相机在轨成像质量。

技术领域

本发明涉及一种航天器热控制领域，特别是一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法。

背景技术

近年来，随着科技和军事的发展，光学遥感器无论从地面分辨率、温度分辨率、辐射分辨率还是谱段范围的开发利用都有了长足的进展，随之而来，对光学系统的温度稳定性也提出了越来越高的要求。地球静止轨道遥感器以其远优于中低轨道观测卫星的高时效性、持续探测能力和对敏感事件的近实时响应能力，成为当前国际遥感卫星领域一个重要的发展方向。

低轨遥感器地球反照与地球红外能量较为稳定，太阳辐射时间较短，且太阳辐射能量一般仅照射到遮光罩边缘位置，不会照射到遥感器内部较深的位置，因此低轨遥感器可采用遮光罩外部包覆多层隔热材料，遮光罩根部布置主动控温加热回路的方式来为光学系统提供稳定的温度环境。

同低轨遥感器所处环境相比，地球静止轨道遥感器所接收的地球反照和地球红外热流很小，可不予考虑，但其接收到的太阳辐射热流比低轨遥感器复杂的多。地球静止轨道遥感器太阳辐射热量将会照射到遥感器内部较深的位置，且持续时间较长，导致遥感器内部温升很高，此外还将出现遥感器内部长期不受照的情况，又将导致遥感器内部温度降低，因此遥感器内部会出现剧烈的温度波动。复杂多变的热流导致低轨遥感器所用的热控方式不再适用于地球静止轨道遥感器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法，可有效屏蔽内外部热流对光学系统温度的扰动，为光学系统提供稳定的温度环境，保证相机在轨成像质量。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法，包括如下步骤：

步骤(一)、通过测量获得不同太阳照射方向下，位于地球静止轨道遥感器外热流变化规律；并分别确定位于地球静止轨道遥感器外热流处于极端高温工况和极端低温工况的时间；通过实验确定遥感器内热源工作类型；分别确定遥感器内热源在地球静止轨道外热流处于极端高温工况和极端低温工况时的工作模式；

步骤(二)、位于地球静止轨道遥感器外热流处于高温工况时，对外部热流进行屏蔽；

步骤(三)、位于地球静止轨道遥感器外热流处于高温工况时，对遥感器内部进行热控制；

步骤(四)、对遥感器内部光学系统的主动热控系统进行设计；

光学系统采取间接辐射控温的方式控温；计算光学系统的主动热控功耗。

在上述的一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法，所述步骤(一)中，地球静止轨道外热流变化规律为：太阳与地球静止轨道面光轴夹角8.8°时，地球静止轨道外热流平均热流最大；所述光轴为垂直于遥感器内光学系统方向；春分时地球静止轨道外热流平均热流最小；因此极端高温日期为太阳与轨道面夹角8.8°时，极端低温工况日期为春分。

在上述的一种静止轨道遥感器光学系统精密热控设计方法，所述步骤(一)中，所述遥感器内热源分为两类：第一类遥感器内热源工作时间小于等于24h；第二类遥感器内热源工作时间为10h，且仅白天工作。