CN104335716B - 地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，利用卫星感磁矩同地磁场方向一致的特性，将卫星磁矩简化为测量卫星剩磁矩和感磁矩，把卫星3个正交方向的剩磁矩分解为测量赤道面和卫星转置90°所在水平面的磁矩，测量中不要翻转卫星，并分离出感磁矩的垂直分量；该测量方法采用三分量和单分量磁强计，磁传感器布置在卫星附近，通过20m信号线与磁强计主机箱连接，模/数转换器将模拟量转换为数字量，通过在Windows界面下用BC++语言编制的测试软件，微机具有存储测量数据、计算磁矩和形成文档的功能。本发明通用性强、便于操作，由于测试时间短，环境磁场波动小，磁矩计算误差也较小，测量精度达到7.5％。

Description

地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法

技术领域

本发明涉及一种卫星磁矩的测量方法，尤其是涉及一种地磁环境磁场中卫星磁矩的测量方法。

背景技术

卫星上采用的永磁性和感磁性材料会产生磁场，卫星工作时的回路电流也会产生杂散磁场。这些永磁场、感磁场和杂散磁场与空间磁场的相互作用，产生对运行在外层空间的卫星的干扰力矩，影响卫星的定向和定点精度，降低卫星的运行寿命。对于测量空间磁场分布的卫星，应通过测量取得卫星本身的磁场数据；对于姿态控制系统，特别是采用磁控姿态控制系统的卫星，不仅要通过测量获得卫星本身的磁场数据，还要模拟在运动磁场环境下进行卫星姿态控制系统的试验。在地面可控的磁环境中检测和分析卫星的磁特性，对磁场矢量的大小和方向加以控制，获得准确的磁特性数据，以验证和改进卫星的磁设计。比较理想的是在地面模拟零磁环境中测量卫星的磁矩，不仅可以模拟卫星运行轨道的磁场环境，真实地反映卫星的磁性状态，测量精度高，还可以部分消除地磁场对卫星所采用的软磁材料的影响。但是，在地面模拟零磁环境的建立受诸多条件的限制。对测量精度要求不高的，可在地磁场环境中测量卫星的剩磁矩。为了测量的真实性，还必须将卫星的剩磁矩和在地磁场中的感磁矩予以分离，并在一个平面内测量卫星的剩磁矩和感磁矩。在 地磁场中采用地磁取向法测量卫星的剩磁矩，卫星可不必倒置，但要做一定的倾斜，除了要有专用的测量剩磁矩的转台外，操作比较复杂，测量精度也不够理想，测量误差为20％左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服在地磁场中采用地磁取向法测量卫星剩磁矩存在的不足，提出一种在地磁环境磁场中在一个平面内测量卫星剩磁矩和感磁矩的方法，该方法可有效地测量卫星赤道面及其垂直向的磁矩。

本发明采用的技术方案是，利用卫星感磁矩方向同地磁场方向一致的特性，将卫星磁矩简化为方向由卫星自身决定的剩磁矩和方向与地磁场方向平行的感磁矩，把在地磁环境磁场中测量卫星3个正交方向的剩磁矩，分解为测量卫星赤道面和测量将卫星转置90°成π/2状态卫星水平面的磁矩。测量中，不要进行180°翻转，并分离出感磁矩的垂直分量。

所述卫星磁矩测量是在地磁试验室中进行的，对地磁试验室中心区的磁场干扰小于5nT。

本发明测量卫星磁矩采用自动巡测装置，包括磁传感器、磁强计主机箱、模/数(A/D)转换器以及微机、显示器和打印设备等。

所述卫星磁矩的测量方法，包括以下步骤：

(1)调试和布局磁传感器，补偿调零，校准其正交度；

(2)在试验转台正置安装卫星，调整卫星几何中心、磁传感器探头中心和试验转台中心为同一水平面；

(3)利用卫星磁矩自动巡测装置，采集卫星磁场模拟量测量信号， 进行模/数(A/D)转换，利用卫星磁矩测试软件，接收并存储卫星磁场数字量测量数据，计算卫星磁矩，形成卫星磁矩测量文档。

卫星磁矩测试软件是在Windows界面下采用BC++语言编制的，具有背景数据输入、数字量测量数据存储、磁矩计算与存储、数据显示和打印输出等功能。

本发明地磁环境磁场中卫星磁矩的测量方法，由于充分利用卫星感磁矩方向同地磁场方向一致的特性，将卫星磁矩测量简化为测量卫星的剩磁矩和卫星的感磁矩，把测量卫星3个正交方向上的剩磁矩，分解为测量卫星赤道面的磁矩，然后重复测量卫星转置90°成π/2状态卫星水平面的磁矩，测量中不要对卫星进行180°翻转，并分离出卫星感磁矩的垂直分量，获得比地磁取向法精度高的测量效果；卫星磁矩测量采用自动巡测装置和在Windows界面下用BC++语言编制的卫星磁矩测试软件，通用性强，便于操作，具有测试时间短、数据采集和测试数据处理快速等特点，可灵活进行不同测试状态的转换，由于测试时间短，环境磁场波动小，减少了环境磁场对测量的影响，由地磁场漂移引起磁矩的计算误差也较小。本测量方法的系统误差优于5％，测量精度可达7.5％。

附图说明

下面通过附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明，其中：

图1地磁环境磁场中卫星磁矩测量磁探测器布局图；

图2径向磁矩分析图；

图3切向磁矩分析图(a.初始状态；b.试件和磁传感器同步转过π/2)；

图4地磁环境磁场中卫星正置状态磁矩测量示意图；

图5地磁环境磁场中卫星转置90°成π/2状态磁矩测量示意图；

图6地磁环境磁场中卫星磁矩测试软件流程图。

具体实施方式

为了在地磁环境磁场中测量卫星的剩磁矩，采用对正置安装在试验转台上的卫星的赤道面，从0°开始每逆时针转动一定角度为一个测量点测量卫星的剩磁矩，直至回到初始位置。在转动过程中，卫星剩磁矩的方向，随卫星的转动而不断变化；但卫星感磁矩的方向始终指向地磁场，不随卫星的转动而发生变化。如果忽略软磁材料在卫星中分布的不均匀性，这种假定是合理的，那么卫星感磁矩分量的大小也是不变的。也就是说测量点的场值是卫星剩磁矩所产生的场值和感磁矩所产生的场值的叠加，表示为如下数学式：

$\left.\begin{array}{c}{b}_{\mathrm{jx}}=B_{\mathrm{jx}}+C_x\\ b_{\mathrm{jy}}=B_{\mathrm{jy}}+C_y\\ b_{\mathrm{jz}}=B_{\mathrm{jz}}+C_z\end{array}\right\}---\left(1\right)$

式中b_jx、b_jy、b_jz----测量值；

B_jx、B_jy、B_jz-剩磁矩场值；

C_x、C_y、C_z一感磁矩固定场值；

j-测量点数(j＝1，2，3…36)。

由于感磁矩分量C_x、C_y、C_z为不变的场值，b_jx、b_jy、b_jz为测量得到的场值，由方程组(1)可求解出卫星剩磁矩场值B_jx、B_jy和B_jz。

为了利用地磁环境磁场条件下地磁场东西向磁场为零值的重要特性，有效地分离出在水平面内卫星受地磁场影响产生的感磁矩。采用多 极子模型，当卫星在赤道平面转动时测量卫星磁矩的近场场值，其要点是建立一无穷级数方程组。计算时一般采用六极矩即可满足要求。通过数学解析得到卫星磁矩如下计算公式：

$\left.\begin{array}{c}{A}_1(i,\mathrm{1,0})=\mathrm{\Σ}{(-1/2)}^{K-1}[2K(K-1)!!/(K-1)!]{r_i}^{(2K-1)a_{2K-\mathrm{1,1}}}\\ A_2(i,\mathrm{2,0})=\mathrm{\Σ}{(-1/2)}^{K-1}[(2K-1)!!/(K-1)!]{r_j}^{(2K-1)}{a}_{2K-\mathrm{1,1}}\\ A_2(i,\mathrm{1,0})=\mathrm{\Σ}{(-1/2)}^{K-1}[2K(K-1)!!/(K-1)!]{r_i}^{(2K-1)}{b}_{2K-\mathrm{1,1}}\\ -A_1(i,\mathrm{2,0})=\mathrm{\Σ}{(-1/2)}^{K-1}[(2K-1)!!/(K-1)!{{]r}_i}^{(2K-1)}{b}_{2K-\mathrm{1,1}}\\ -A_0(i,\mathrm{3,0})=\mathrm{\Σ}{(-1/2)}^{K-1}[(2K-1)!!/(K-1)!]{r_i}^{(2K-1)}{a}_{2K-\mathrm{1,0}}\end{array}\right\}---\left(2\right)$

$\left.\begin{array}{c}{A}_0(i,n,\cos {\mathrm{\θ}}_i)=1/2\mathrm{\π}{{\∫}_0}^{2\mathrm{\π}}{H}_n(r_i,\mathrm{\φ},\cos {\mathrm{\θ}}_i)\mathrm{d\φ}\\ A_1(i,n,\cos {\mathrm{\θ}}_i)=1/2\mathrm{\π}{{\∫}_0}^{2\mathrm{\π}}{H}_n(r_i,\mathrm{\φ},\cos {\mathrm{\θ}}_i)\cos \mathrm{\φd\φ}\\ A_2(i,n,\cos {\mathrm{\θ}}_i)=1/2\mathrm{\π}{{\∫}_0}^{2\mathrm{\π}}{H}_n(r_i,\mathrm{\φ},\cos {\mathrm{\θ}}_i)\sin \mathrm{\φd\φ}\end{array}\right\}---\left(3\right)$

(3)式中，r_i为第i个(i＝1，2，…20)磁传感器与被测物相距r_i的位置半径，φ小为在赤道面内的方向角，θ_i为子午面的方向角。磁传感

器布局后，r_i、φ和θ_i均为已知值。

(3)式中，H_n(r_i，φ，cosθ_i)为在r_i处，即与被测物相距的位置半径为r_i处的磁传感器测得的磁场分量，n＝1，2，3分别表示3个成正交的磁传感器的方向，H₁(r_i，φ，cosθ_i)，H₂(r_i，φ，cosθ_i)和H₃(r_i，φ，cosθ_i)为径向、切向和垂直向磁场分量。

(3)式中，A₀(i，n，cosθ_i)、A₁(i，n，cosθ_i)和A₂(i，n，cosθ_i)为磁场分量H_n(r_i，φ，cosθ_i)(径向、切向和垂直向)的Fourier级数展开的直流分量、基波余弦分量和基波正弦分量，r_i、φ和θ_i为已知值，H_n(r_i，φ，cosθ_i)(n＝1，2，3)为磁场分量测量值，A₀(i，n，cosθ_i)、A₁(i，n，cosθ_i)和A₂(i，n，cosθ_i)为可经计算得到的常数值。

由(2)式可知，a_2K-1，1和b_2K-1，1分别为与被测物体相固连的直角坐标系赤道面x方向和Y方向待求的卫星偶极矩和多极矩的近场场值：

当K＝1时，a_1，1和b_1，1分别为赤道面x方向和Y方向待求的卫星偶极矩的近场场值；当K＝2时，a_3，1和b_3，1分别为赤道面x方向和Y方向待求的卫星四极矩的近场场值；当K＝3时，a_5，1和b_5，1分别为赤道面x方向和Y方向待求的卫星六极矩的近场场值。

卫星磁矩测量时，一般取K＝3，即计算卫星六极矩的近场场值，便可满足要求。

地磁环境磁场中测量卫星磁矩时，对磁探测器的布局要求满足卫星与磁传感器的相对高斯态一致，并与零磁环境相拟合。磁探测器的布局如图1所示，图中1为卫星，2为磁强计主机箱，3为磁探测器。取卫星直角坐标系0-XYZ，其中0为卫星的中心，X轴指向地磁东西向，Y轴指向地磁南北向，Z轴指向地磁垂直向，分别用H_r，H_t和H_v，表示磁传感器的径向、切向和垂直向三个方向。假定卫星沿X，Y和Z轴的永磁矩分量分别为M_PX、M_PY和M_PZ；沿地磁东西向、地磁南北向和地磁垂直向的感磁矩分量分别为M_IX，M_I，N-S(M_IY)和M_I，U-D(M_IZ)由于东西向磁场强度为零，所以M_IX＝0。

本发明利用地磁环境磁场条件下地磁场东西向磁场为零值的特性，有效分离出卫星在水平面内受地磁场影响产生的感磁矩。径向磁矩如图2所示，用中表示卫星绕垂直轴转置的方向角，当φ＝0时，即卫星处于正置初始状态时，径向磁传感器Hr只能感应到卫星沿X轴的永磁矩分量M_PX的磁场，而无法感应到卫星沿Y和Z轴永磁矩分量M_Px和M_PZ以及卫 星沿地磁南北向和地磁垂直向的感磁矩分量M_I，N-S(M_IY)和M_I，U-D(M_IY)的磁场。当卫星绕垂直轴转过角度φ之后，卫星沿X轴的永磁矩分量M_PX和沿Y轴的永磁矩分量M_PY也转过相同角度φ，而沿地磁南北向的感磁矩分量M_I，N-S和沿地磁垂直向的感磁矩分量M_I，U-D却保持原位不变。此时，径向磁传感器H_r仍只能感应到卫星永磁矩各分量值，从而获得了在地磁场条件下卫星径向磁场的测量值。

切向磁矩如图3所示，按照赤道作图法切向高斯态分布图的初始状态，切向磁传感器H_t不仅能感应到卫星沿Y轴的永磁矩分量M_PY的磁场，还能感应到卫星沿地磁南北向感磁矩分量M_I，N-S的磁场。如果将切向磁传感器H_t在保持同卫星距离不变的前提下转置90°，同时使卫星也按相同方向转置90°，则切向磁传感器H_t就无法感应到感磁矩磁场。这时，切向磁传感器H_t与卫星永磁矩的相对高斯态与初始状态相同，则对于卫星的切向磁场就可以用同径向磁场一样的分析方法进行测量了。按照上述方法，把卫星转置90°成π/2状态，同样可以测量卫星绕垂直轴转动的磁矩分量。由此便有效分离出卫星在水平面受地磁场影响的感磁矩。

本发明所述卫星剩磁矩和感磁矩的测量是在地磁试验室内进行的。地磁试验室应选择在合适的区域，建造前严格测量环境磁场强度和磁场梯度，垂直向和南北向磁场强度不大于34000nT(n-毫微，纤-10^-9；T一特斯拉，MKS制磁通密度单位，韦伯/米²)，东西向磁场强度为零，地磁梯度满足试验室温度可控制在20±10℃，湿度为35％～45％，对试验室中心区域的磁场干扰小于5nT。

本发明测量用星磁矩的主要设备是一台可采集20路测量数据的自动 巡测装置，包括20路磁传感器、一台磁强计主机箱和一台模/数(A/D)转换器以及可由市场直接购置的台式微机、显示器和打字机等。

卫星磁矩测量采用由上海704所制造的具有多通道实时测量功能的六台三分量和两台单分量磁强计。型号为CCXT的磁强计分测量线路和磁传感器两部分，测量线路集中布置在仪器箱内，构成磁强计主机箱2，而磁传感器3则通过支架布置在靠近卫星附近的位置，3分量磁强计可分别对三个轴向进行测量，三个探头成正交状态，单分量磁强计完成对一个轴向的测量。磁传感器通过20m长的信号线与磁强计主机箱相连接。磁强计测量范围为0～100T，基本量程为0～19.999T，测量精度为读数的1％±1nT，分辨率＜1nT，传感器剩磁＜1nT，零位漂移＜2nT/4h，补偿磁场范围为0±100000nT，3轴不正交度＜±0.1°。

模/数(A/D)转换器采用美国Keithley公司制造的型号为Keithley-2700数字多用表，输入电压一2V≤VE≤2V，极限电压5V，能实时接收20路模拟量信号，每路转换成16位数字量数据输出，转换精度为0～20000nT(读数的1％±1nT)和20000～80000nT(读数的1％±10nT)。

本发明卫星磁矩的具体测量方法是：

(1)测量前预热磁强计2～3小时，按以下要求调试和布局磁传感器：

a.在卫星吊装到试验转台之前，在地磁东西向和地磁南北向各布置三台3分量磁强计，两台单分量磁强计根据需要布置在相应的轴向上。将磁传感器安装在试验转台的支架上，用连通器校准磁传感器的高度，微调磁传感器探头与支架至水平，调整磁传感器探头的“E-W”标志置于地磁东西向，使E(East)指向正东，W(West)指向正西；

b.对磁强计补偿调零，先微调磁传感器的“E-W”向，使其接近地磁东西向，X向输出值较小(可取100nT以内)，再对磁传感器Y、Z轴 进行补偿，使输出为零值，然后对X向进行补偿，使其输出也为零值；

c.校准磁传感器三个探头的正交度，用标准磁块置于试验转台的中心，转动试验转台，观察磁东与磁南磁强计的输出值，然后调整并校准磁传感器三个探头的正交度。

(2)把卫星正置安装在试验转台上，提供磁矩测量的卫星应具有内外供电的功能，卫星各分系统或单机的供电可由卫星控制台控制，发射机之类的单机用衰减器损耗其辐射功率，带有液体的部件当卫星侧置时不能使液体外溢，卫星进入测试中心区域之前，磁传感器各探头的输出应为零值，卫星安装到试验转台上应满足以下要求：

a.对卫星与试验转台的安装进行二维校准，误差要求小于5mm；

b.卫星正置安装到试验转台时，用螺丝固定，使卫星能自如转动；

c.卫星处于正置状态，使卫星的I、III象限对准地磁东西，II、IV象限对准地磁南北，试验转台指针对准0°标志处，当卫星绕Z轴转动时，应自试验转台0°为起始点逆时针转动。

d.调整卫星星体的几何中心、磁传感器探头的中心和试验转台的中心在同一水平面，相对误差小于3mm。

(3)启动卫星磁矩自动巡测装置，调用卫星磁矩测试软件，按以下次序测量卫星磁矩：

a.测量卫星正置状态水平面的永磁矩和杂散磁矩，如图4所示，图中4为试验转台，5为安装支架，1为卫星。测量开始时，试验转台4装载卫星1沿导轨推入试验中心区，使卫星自转台0°为起始点绕垂直轴作逆时针转动，卫星每转过10°或任一确定的角度为一测量点，由3分量和单分量磁强计的磁探测器把感测的卫星磁场值，以串行形式向磁强计主机箱输入一组模拟量信号，转换成并行形式后传送给模/数(A/D)转换器，由模/数(A/D)转换器将模拟量信号转换成数字量数据，将数字 量测量数据并行存入预定的存储器中；完成一个测量点测量后，继续进行下一个测量点测量，直至卫星转到360°回到起始点为止，完成卫星正置状态一个轮次的测量；之后，卫星磁矩测试软件利用卫星磁场测量数据计算卫星磁矩，并把计算结果存入存储器中，可将计算结果调出显示，或形成文档打印输出。

b.完成卫星正置状态测量后，将卫星推出测试中心区，把卫星转置90°成π/2状态，如图5所示，对磁探测器进行补偿调零，当磁场数据回归满足ΔH＜5nT时，将卫星重新推入测试中心区，进行卫星转置90°成π/2状态的永磁矩和杂散磁矩的测量。卫星转置90°成π/2状态的永磁矩和杂散磁矩的测量与卫星正置状态永磁矩和杂散磁矩测量方法一样，由3分量和单分量磁强计的磁探测器向磁强计主机箱输入一组模拟量信号，由模/数(A/D)转换器转换成数字量数据，存入预定的存储器中；完成一个轮次测量后，由卫星磁矩测试软件利用测量数据计算卫星的磁矩，并把计算结果存入存储器中，可将计算结果调出显示，或形成文档打印输出。

c.为确保测量数据的准确性，每完成一轮次测量之后，在进入下一轮次测量之前，应将卫星推出中心测量区，重新对磁探测器进行补偿调零，然后才能将卫星推入中心测量区，进行下一轮次测量。

d.每完成一轮次测量之后，在进入下一轮次测量之前，应验证磁场数据回归是否满足ΔH＜5nT，如满足则表示本次测量有效，可进入下一轮次或另一状态测量，如不满足则表示本轮次测量无效，应重新测量。

e.可根据需要按照卫星不同的工作状态测量卫星的磁矩，如由卫星控制台控制卫星不通电、卫星主要仪器通电或卫星不同仪器通电等，也可以模拟卫星在轨运行的工作状态，例如卫星在夜间运行的工作状态，进行不同工作状态测量数据的比较，还可以验证卫星磁补偿方案是否把卫星磁矩减到最小。

f.由于白天地磁场变化较大，影响卫星磁矩测量的准确性，可安排在夜间测量卫星的磁矩，并与白天的测量数据进行比较，以获得真实的测量结果；对地磁环境磁场的测量数据与标准磁矩的测量数据进行比较，判断测量数据的准确性。

当磁传感器布局和补偿调零以及测量状态按要求调整到位后，启动自动巡测装置，进行卫星磁矩测量，选通磁强计各通道，微机调用卫星磁矩测试软件，只有在磁强计主机箱显示出各磁强计经补偿调零输出为零值时，才能启动磁矩测试软件。卫星磁矩测试软件流程图如图6所示。

卫星磁矩测量开始后，共20路磁传感器分别把测量信号，以串行模拟量形式传送给磁强计主机箱，磁强计主机箱则把每一路串行模拟量信号转换成并行模拟量信号，传送给模/数(A/D)转换器；模/数((A/D)转换器把20路模拟量测量信号转换成每路字长16位的数字量数据，以并行形式传送给微机，并存入预定的存储单元中。

卫星磁矩测试软件启动后，输入背景数据，包括测试日期(年、月、日)和时间(时、分、秒)、卫星型号、卫星状态(正置或转置成π/2状态)、测量类别(永磁矩或杂散磁矩)、环境条件(温度和湿度)、测量距离(探头与卫星的距离)、测量角度(卫星自0°起始转过的角度)等，背景数据可由菜单“显示测试状态”栏调出显示。

对每一个测量点，卫星磁矩测试软件都要执行“I/O初始化”和“选通磁强计通道”程序，即对存储单元进行清零，然后接受测量数据。

对每一个测量点，卫星磁矩测试软件都要执行“连续测试”程序，一方面判断“卫星是否转过360°回到初始位置”？如果判断“已转过360°回到初始位置”，即完成一轮次测量，否则继续执行“连续测试”程序，直到卫星转过360°回到初始位置为止；另一方面与判断卫星转动角度相类似，即判断卫星磁矩测量次数，判断是否完成第36次测量(对转过10°为一个测量点)，当判断已进行第36次测量，即完成一轮次测 量，否则继续执行“连续测试”程序。每完成一个点的测量，还要执行一次“角度给定”程序，在原角度基础上加上一个角度，如每转过10°为一个测量点，在执行“角度给定”程序后，便在原有角度基础上再加上10°，进入下一个测量点的测量。如此连续不断地执行“I/O初始化”、“选通磁强计通道”、“连续测试”和“角度给定”程序，直至判断卫星转过360°回到初始位置完成36次测量为止，即完成一个轮次的测量。

根据对卫星一轮次磁场值的测量，卫星磁矩测试软件调用已测量的数据，如10°为一个测量点，即调用已测量的36组测量数据，按照预先给定的计算公式及其按照该公式编制的程序，按照本轮次的测量状态(永磁矩或杂散磁矩)计算出卫星磁矩的测量结果，并把磁矩的计算结果存入微机CPU存储器中，可由微机菜单的提示显示卫星磁矩的测量结果，或形成文档打印输出，提供判读。

卫星磁矩自动巡测装置和卫星磁矩测试软件已应用多种卫星磁矩测量，测量精度达到7.5％。

Claims (9)

1.地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，利用卫星感磁矩方向同地磁场方向一致的特性，将卫星磁矩简化为方向由卫星自身决定的剩磁矩和方向与地磁场方向平行的感磁矩，并把测量卫星三个正交方向的剩磁矩，分解为测量卫星赤道面的磁矩和测量将卫星转置90°成π/2状态卫星水平面的磁矩，在测量过程中不要翻转卫星，并分离出卫星感磁矩的垂直分量，其特征在于包括下列步骤：

(1)调试和布局磁传感器，补偿调零，校准其正交度；

(2)在试验转台[4]正置安装卫星[1]，调整卫星几何中心、磁传感器探头中心和试验转台中心为同一水平面；

(3)利用卫星磁矩自动巡测装置，采集卫星磁场模拟量测量信号，进行模/数(A/D)转换，利用卫星磁矩测试软件，接收并存储卫星磁场数字量测量数据，计算卫星磁矩，形成卫星磁矩测量文档。

2.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述卫星磁矩测量是在地磁试验室内进行的，地磁试验室的垂直向和南北向磁场强度不大于34000nT，东西向磁场强度为零，地磁梯度满足，温度为20士10℃，湿度为35％～45％，对测试中心区的磁场干扰小于5nT。

3.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述测量卫星磁矩的3分量和单分量磁强计的磁传感器[3]沿地磁东西向和地磁南北向布局，磁传感器探头“E-W”，标志的“E”指向 地磁正东，“W”指向地磁正西，3分量磁强计的3个探头成正交状态。

4.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述在卫星磁矩测量之前以及在一轮次卫星磁矩测量之前，应将卫星推出测试中心区对磁传感器[3]进行补偿调零，并验证磁场数据回归是否满足△H＜5nT，否则测量无效需重新测量。

5.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述把卫星[1]正置安装到试验转台[4]时，卫星与试验转台安装误差小于5mm，卫星的I、III象限对准地磁东西，II、IV象限对准地磁南北，卫星星体的几何中心、磁传感器探头的中心和试验转台的中心应调整在同一水平面，相对误差小于3mm。

6.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述卫星磁矩的测量，分解为测量卫星正置状态和测量卫星转置90°成π/2状态的永磁矩和杂散磁矩，分别对所在平面自0°为起始点逆时针转动卫星一周，每转动一固定角度为一个测量点，测量卫星的磁场值，卫星磁矩测量精度达到7.5％。

7.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述卫星磁矩测试软件是在Windows界面下采用BC++语言编制的，具有背景数据输入、接收并存储卫星磁场数字量测量数据、根据卫星磁场测量值计算卫星磁矩以及形成卫星磁矩测量文档的功能。

8.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述卫星磁矩测量，采用三分量和单分量磁强计，磁强计的测量线路集中布置在仪器箱内，构成磁强计主机箱[2]，而磁强计的磁 传感器[3]布置在靠近卫星[1]的附近位置，磁传感器[3]通过20m长的信号线与磁强计主机箱[2]相连接，磁强计的测量范围为0～100nT，基本量程为0～19.999T，测量精度为读数的1％士1nT，分辨率＜1nT，磁传感器剩磁＜1nT，零位漂移＜2nT/4h，三分量磁强计的三个磁传感器探头的三轴不正交度＜士0.1°。

9.根据权利要求1所述地磁环境磁场中卫星磁矩测量方法，其特征在于：所述磁传感器[3]将采集到的模拟量测量信号以串行形式传送给磁强计主机箱[2]；磁强计主机箱[2]将模拟量串行信号转换成并行形式，传送给模/数(A/D)转换器；模/数(A/D)转换器将磁强计主机箱[2]送来的模拟量测量信号进行模/数转换，将每路模拟量测量信号转换成字长16位的数字量数据，以并行形式传送给微机，并存入预定的存储单元中，作为计算卫星磁矩的原始数据。