[发明专利]一种电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统

说明书

本发明公开了一种电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统，包括：星敏感器、星敏模拟器、电推力器和羽流收集装置；通过星敏感器相对电推力器的喷口的位置的布局设计，结合星敏模拟器，可以在电推进空间羽流光影响的情况下，实现对星敏视场受扰情况的测试，解决了等离子体羽流的光干扰测试量化问题，为卫星敏感器视场布局提供设计依据。

技术领域

本发明属于等离子体测试技术领域，尤其涉及一种电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统。

背景技术

电推进是一种新型航天动力系统，具有高比冲的突出优势，是现阶段国际上先进航天器的标志性技术之一。在国内，开发中的东方红三号B、东方红四号增强型、东方红五号等公用平台均需要使用电推进才能实现承载能力提升的需求。

电推进应用是一把双刃剑，优势显著，但技术复杂、应用风险高。电推进羽流与传统化学推进羽流不同，除了稀薄流动问题以外，还是一个包含大量带电粒子的等离子体流动问题，电推进羽流会引起的航天器力、热方面的效应，会产生干扰力(力矩)或造成航天器表面温度升高和材料损坏，还会引起航天器表面的充放电效应，在中和器失效或中和程度不够都将增加高压放电的可能性；为太阳电池阵提供泄漏通道，形成寄生电流损失，造成太阳电池功率的下降，羽流本身的光效应还可能会影响航天器外部的光敏感设备正常工作。为此，有必要开展针对电推进羽流的各项科学问题的基础研究。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统，以实现整星羽流光干扰效应的地面验证分析和试验设计。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种推进羽流对星敏感器光干扰试验系统，包括：星敏感器、星敏模拟器、电推力器和羽流收集装置；其中，星敏感器、星敏模拟器、电推力器和羽流收集装置设置在真空容器内；星敏感器视场中心轴线与星敏模拟器光轴中心相重合；羽流收集装置设置在电推力器的喷口的远端；

电推力器，用于产生稳定等离子羽流；

羽流收集装置，用于吸收电推力器喷射的等离子羽流；

星敏模拟器，用于模拟恒星的辐射特征和几何特征，提供恒星的亮度、恒星的光谱和恒星动静态星图；

星敏感器，用于敏感星敏模拟器所模拟的恒星的位置偏差和姿态偏差。

在上述电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统中，还包括：安装支架；

星敏感器与星敏模拟器通过所述安装支架安装并固定；其中，所述安装支架上布置有定位销，以确保星敏感器视场中心轴线与星敏模拟器光轴的同轴度为0.1mm。

在上述电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统中，

羽流收集装置的收集面垂直于电推力器的喷口轴线，且，羽流收集装置的收集面的面积包络电推力器的喷口的羽流全角30°的面积。

在上述电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统中，还包括：供电供气设备；

电推力器在供电供气设备的作用下产生稳定等离子羽流，以使电推力器工作在额定工作点时，输出稳定度优于5％。

在上述电推进羽流对星敏感器光干扰试验系统中，还包括：处理器，用于：

选取星敏模拟器所采集的图像中星点周围50×50的范围作为运算范围，计算所述运算范围内的图像的均值和方差值，得到图像计算结果；

采用u-σ图像滤波算法对所述图像计算结果进行滤波处理，得到滤波处理结果；

根据所述滤波处理结果，采用星点识别算法，解算得到星点位置和星点总能量；

对星敏模拟器所采集的图像进行遍历、解算得到各图像对应的星点位置和星点总能量；