CN102530267B - 卫星公用平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有深空探测能力的卫星公用平台，包括结构、热控、太阳电池阵、姿控、推进、电源、综合电子、测控数传和总体电路等系统。本发明解决了深空探测领域的卫星公用平台的问题，具有体积小、质量轻、研制成本低、周期短、风险低、能满足搭载要求等技术优点。

Description

卫星公用平台

技术领域

本发明涉及航天设备，具体涉及一种具有深空探测能力的卫星公用平台。

背景技术

在航天领域，有许多卫星公用平台，主要用于进行宇宙空间科学探测的服务保障系统，为科学探测仪器及设备提供发射、在轨运行、工作环境、能源供应、姿态控制、数据存储及传输等服务，是空间探测任务的核心技术。

国内卫星公用平台很多，从20公斤级到5000公斤级均有，但是，目前所有这些卫星公用平台均服务于地球轨道环境下的科学探测服务。

本发明涉及一种面向我国首颗火星探测器(萤火一号)的卫星公用平台，经过地面测试和试验，可满足深空探测领域的火星、金星任务需要，是我国第一个具有深空探测能力的卫星公用平台，也是一项创新的卫星公用平台。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决现有技术的卫星公用平台仅服务于地球轨道环境，尚未有面向深空探测领域的卫星公用平台的问题，本发明的目的在于提供一种卫星公用平台。利用本发明，可满足深空探测领域的需要，尤其是满足探测火星、金星任务的要求。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种卫星公用平台，该装置包括：

结构分系统，包括底板、中板、顶板，下“十”字隔板、上“十”字隔板以及四周侧板，用于安装电源、测控、综合电子及姿轨控分系统的部件和设备；

总体电路分系统，用于对平台各分系统供电的控制；实现分系统单机所有电接口连接；用于太阳电池阵压紧释放机构火工品的供电与控制；用于平台与运载工具、平台与地面测试设备之间的电接口连接；

姿态轨道控制分系统，采用飞轮零动量控制方式，用于三轴稳定对日/对地/对火定向控制；采用星敏感器/陀螺/太阳角计组合配置的姿态敏感器，用于姿态测量；

综合电子分系统，采用串行数据总线控制的二级分布式数据网络体制，用于平台计算机与姿轨控计算机、各探测仪器及其它远置单元的运行管理；

热控分系统，以被动热控为主，辅以电加热器主动热控技术，用于整星各部分的温度控制；

测控数传分系统，采用一体化设计，用于完成遥控指令接收，遥测数据、科学数据、VLBI测轨信号的发送等射频通道功能；

电源分系统，采用太阳电池阵与锂离子蓄电池组联合供电方案，用于实现整星无间断电源供应，并实现在轨持续阴影不小于6小时的电池供电；

太阳电池阵分系统，根据不同轨道类型设计其容量，用于满足卫星长期在轨工作的要求：

推进分系统，由6只～12只推力器进行姿态喷气控制，采用冷气方式，推进剂采用液氨贮存于贮箱中，用于卫星姿态捕获、初始姿态建立、初始轨道调整和轨道保持、必要时飞轮卸载。

本发明卫星公用平台，由于采取上述的技术方案，采用零动量三轴稳定控制，实现从入轨到太阳帆板定向、有效载荷工作、数据传送等过程中的姿态稳定和机动功能；平台通过VLBI(甚长基线干涉测量)测轨加多普勒单向测速方法获取空间位置参数；采用直接对地球通信，完成科学数据与工程数据的星地传输；平台采用太阳电池阵和锂离子蓄电池组联合供电，满足平台寿命期间各种工作状态下的用电需求；采用被动热控为主，主动热控为辅的等温化设计方法，确保平台仪器设备适应各种温度环境。因此，本发明解决了深空探测领域的卫星公用平台的问题。

本发明采用了集成化、一体化的设计理念，具有体积小、质量轻、研制成本低、周期短、风险低、能满足搭载要求等技术优点。该卫星公用平台的建立，将为我国未来深空探测的工程实施提供良好的技术支持和服务。本发明可满足探测火星、金星任务的要求，同时也可以作为对地观测尤其是组网一箭多星类的近地卫星平台。

附图说明

图1是本发明卫星公用平台的组成框图；

图2是本发明卫星公用平台的外形示意图。

具体实施方式

本发明卫星公用平台由结构、热控、太阳电池阵、姿控、推进、电源、综合电子、测控数传和总体电路等系统组成，是一种具有深空探测能力的百公斤级卫星平台，同时也可以作为对地观测尤其是组网一箭多星类的近地卫星平台，称为卫星公用平台。

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1是本发明卫星公用平台的组成框图，如图1的实施例所示，该装置包括：

结构分系统1，包括底板、中板、顶板，下“十”字隔板、上“十”字隔板以及四周侧板，用于安装电源、测控、综合电子及姿轨控分系统的部件和设备；

总体电路分系统2，用于对平台各分系统供电的控制；实现分系统单机所有电接口连接；用于太阳电池阵压紧释放机构火工品的供电与控制；用于平台与运载工具、平台与地面测试设备之间的电接口连接；

姿态轨道控制分系统3，采用飞轮零动量控制方式，用于三轴稳定对日/对地/对火定向控制；采用星敏感器/陀螺/太阳角计组合配置的姿态敏感器，用于姿态测量；实现从入轨到太阳帆板定向、有效载荷工作、数据传送等过程中的姿态稳定和机动功能；

综合电子分系统4，采用串行数据总线控制的二级分布式数据网络体制，用于平台计算机与姿轨控计算机、各探测仪器及其它远置单元的运行管理；

热控分系统5，以被动热控为主，辅以电加热器主动热控技术，用于整星各部分的温度控制，满足整星热控要求；

测控数传分系统6，采用一体化设计，用于完成遥控指令接收，遥测数据、科学数据、VLBI(甚长基线干涉测量)测轨信号的发送等射频通道功能；采用符合CCSDS国际标准的X波段的深空测控体制，进行卫星跟踪、遥测和遥控，并辅以甚长基线干涉测量系统VLBI对卫星进行轨道测定；通过VLBI测轨加多普勒单向测速方法获取空间位置参数；采用直接对地球通信，完成科学数据与工程数据的星地传输；

电源分系统7，采用太阳电池阵与锂离子蓄电池组联合供电方案，用于实现整星无间断电源供应，并实现在轨持续阴影不小于6小时的电池供电；

太阳电池阵分系统8，根据不同轨道类型设计其容量，用于满足卫星长期在轨工作的要求：

推进分系统9，由6只～12只推力器进行姿态喷气控制，采用冷气方式，推进剂采用液氨贮存于贮箱中，用于卫星姿态捕获、初始姿态建立、初始轨道调整和轨道保持、必要时飞轮卸载。

图2是本发明卫星公用平台的外形图，如图2所示，本发明卫星公用平台呈六面体构型，组装后形成上舱和下舱两段；平台采用零动量三轴稳定控制，实现从入轨到太阳帆板定向、有效载荷工作、数据传送等过程中的姿态稳定和机动功能；平台通过VLBI(甚长基线干涉测量)测轨加多普勒单向测速方法获取空间位置参数；采用直接对地球通信，完成科学数据与工程数据的星地传输；平台采用太阳电池阵和锂离子蓄电池组联合供电，满足平台寿命期间各种工作状态下的用电需求；采用被动热控为主，主动热控为辅的等温化设计方法，确保平台仪器设备适应各种温度环境。本发明可满足探测火星、金星任务的要求，同时也可以作为对地观测尤其是组网一箭多星类的近地卫星平台。

Claims (4)

1.一种卫星公用平台，其特征在于，该平台包括：结构分系统，包括底板、中板、顶板，下“+”字隔板、上“+”字隔板以及四周侧板，用于安装电源、测控数传、综合电子及姿态轨道控制分系统的部件和设备；

总体电路分系统，用于对平台各分系统供电的控制；实现各分系统单机所有电接口连接；用于太阳电池阵压紧释放机构火工品的供电与控制；用于平台与运载工具、平台与地面测试设备之间的电接口连接；

姿态轨道控制分系统，采用飞轮零动量控制方式，用于三轴稳定对日/对地/对火定向控制；采用星敏感器/陀螺/太阳角计组合配置的姿态敏感器，用于姿态测量；

综合电子分系统，采用串行数据总线控制的二级分布式数据网络体制，用于平台计算机与姿态轨道控制计算机、各探测仪器及其它远置单元的运行管理；

热控分系统，以被动热控为主，辅以电加热器主动热控装置，用于整星各部分的温度控制；

测控数传分系统，采用一体化结构，用于完成遥控指令接收，遥测数据、科学数据、VLBI测轨信号的发送等射频通道功能；

电源分系统，采用太阳电池阵与锂离子蓄电池组联合供电方案，用于实现整星无间断电源供应，并实现在轨持续阴影不小于6小时的电池供电；

太阳电池阵分系统，其容量根据不同轨道类型设计，用于满足卫星长期在轨工作的要求：

推进分系统，由6只～12只推力器进行姿态喷气控制，采用冷气方式，推进剂采用液氨贮存于贮箱中，用于卫星姿态捕获、初始姿态建立、初始轨道调整和轨道保持、必要时飞轮卸载。

2.如权利要求1所述的卫星公用平台，其特征在于：所述的测控数传分系统采用符合CCSDS国际标准的X波段的深空测控体制，进行卫星跟踪、遥测和遥控，并辅以甚长基线干涉测量系统VLBI对卫星进行轨道测定。

3.如权利要求1或2所述的卫星公用平台，其特征在于：所述的测控数传分系统通过VLBI测轨加多普勒单向测速方法获取空间位置参数。

4.如权利要求3所述的卫星公用平台，其特征在于：所述的测控数传系统采用直接对地球通信，用于完成科学数据与工程数据的星地传输。