[发明专利]一种卫星星敏感器指向在轨热变形修正系统

说明书

本发明提供了一种用于卫星星敏感器指向热变形在轨修正系统，包括：对称设计的大型平面天线载荷、温度传感器、星敏感器和地面高精度角度测量设备；所述星敏感器安装在所述对称设计的大型平面天线载荷中心位置，所述温度传感器安装在所述对称设计的大型平面天线载荷的中部；地面大型平面天线载荷加电测试时，采集所述地面高精度角度测量设备测量所述星敏感器指向的实时变形数据，所述温度传感器采集地面大型平面天线载荷加电期间的温度变化数据，根据所述星敏感器指向的实时变形数据与所述温度传感器的温度变化数据之间的关系，对在轨的所述星敏感器指向进行修正。本发明具有实现系统简单、可在轨实时修正的优点。

技术领域

本发明涉及在轨修正系统，具体地，涉及一种卫星星敏感器指向热变形在轨修正系统。

背景技术

星敏感器是卫星上精度最高的指向测量元件，其指向测量精度直接决定了卫星姿轨控的精度，从而直接影响卫星载荷的指向精度。常规的设计方法中，在大型平面天线载荷及星敏感器支架设计需分开进行热变形控制。

大型平面天线载荷面积大，常规设计中，其安装框架、安装板、展开机构等支撑结构均采用低热膨胀系数材料，但温度变化，仍对平面天线载荷自身的指向有一定影响。

星敏感器支架常规设计中也采用了低热膨胀系数材料，温度变化对星敏感器的指向仍有一定影响。

卫星使用中，星敏感器指向与天线载荷的阵面拟合法线之间的夹角变化会引起载荷对地指向的变化。

常规设计中，大型平面天线载荷与星敏感器支架分别安装在卫星本体时，温度变化引起的卫星本体热变形，对星敏感器及大型平面天线载荷的指向均有一定的影响；大型平面天线载荷与星敏感器支架一体设计时，未能考虑星敏感器在轨进行热变形指向修正。

专利文献CN110553667A(申请号：201910857315.0)公开了一种对星敏感器进行热变形补偿的方法，包括步骤：S1、在未发生热变形的星敏感器安装面，建立第一直角坐标系；S2、对星敏感器安装面进行温度控制，确定星敏感器安装面不发生热变形的基准温度；S3、以基准温度为起点，对星敏感器安装面进行升温操作，在星敏感器安装面选择一个测量点，测量该测量点在不同温度下相对于第一直角坐标系的变形度，得到若干组变形度测量向量；S4、通过多项式拟合所述若干组变形度测量向量，得到变形度测量向量的温度-形变拟合公式；S5、根据温度-形变拟合公式，计算星敏感器的热变形修正四元数；S6、根据热变形修正四元数修正星敏感器测量的惯性系四元数。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于卫星星敏感器指向热变形在轨修正系统。

根据本发明提供的一种用于卫星星敏感器指向热变形在轨修正系统，包括：对称设计的大型平面天线载荷1、温度传感器2、星敏感器3和地面高精度角度测量设备4；

所述星敏感器3安装在所述对称设计的大型平面天线载荷1中心位置，所述温度传感器2安装在所述对称设计的大型平面天线载荷1的中部；

地面大型平面天线载荷加电测试时，采集所述地面高精度角度测量设备4测量所述星敏感器3指向的实时变形数据，所述温度传感器2采集地面大型平面天线载荷加电期间的温度变化数据，根据所述星敏感器3指向的实时变形数据与所述温度传感器2的温度变化数据之间的关系，对在轨的所述星敏感器3指向进行修正。

优选地，所述星敏感器3安装在星敏感器支架上，星敏感器支架与平面天线载荷框架整体设置。

优选地，所述地面高精度角度测量设备4测量所述星敏感器3指向的实时变形数据为天线阵面拟合法线与星敏感器指向之间的夹角变化；

所述天线阵面拟合法线是大型平面天线载荷的阵面法线，地面测试时，天线的阵面法线，是通过测量以后软件拟合出的法线，所以称为天线阵面拟合法线。