CN105883005A - 一种双单元立方体卫星平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双单元立方体卫星平台，其包括主承力机构、迎风面电池阵、背风面电池阵、对天面电池阵、对地面电池阵、第一展开电池阵和第二展开电池阵和电路模块组，沿立方体卫星飞行方向，迎风面电池阵设置在主承力机构的迎风面上，背风面电池阵设置在主承力机构的背风面上，对天面电池阵设置在主承力机构的对天面上，对地面电池阵设置在主承力机构的对地面上，第一展开电池阵和第二展开电池阵分别设置在主承力机构的另外两个面上，电路模块组固定在主承力机构内。本发明有质量轻、体积小、成本低、研制周期短、功能密度高、应用广等显著优势。

Description

一种双单元立方体卫星平台
技术领域
本发明属于立方星技术领域，特别是一种双单元立方体卫星平台。
背景技术
随着航天研究的不断深入，针对低轨道的空间探测任务以及对地观测任务需求被不断提出，同时生物、医药、通信等领域对空间环境试验的需求也日益增多。传统卫星产业在满足此类需求时，存在着成本高、研发周期长等不足。低成本立方体纳卫星正是针对此类低轨道空间任务而研制的一种具备多载荷适配性的低成本航天器平台。
目前航天产业，尤其是民用航天产业，在卫星平台技术已相对成熟的基础上，各种空间试验任务的设想相继被提出。然而出于成本和发射次数的限制，传统卫星产业并不能完全适应当前航天需求。尤其是对于空间环境探测、编队、组网以及对地观测这类需要两颗甚至多颗卫星共同完成的任务，高昂的卫星造价使得项目整体成本大幅上升，一定程度上也使得一些亟待解决或试验的科学问题不得已被中断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双单元立方体卫星平台，解决了目前500km以下低地球轨道的空间试验和应用需求不断增加，但卫星设计制造成本高、研制周期长的问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种双单元立方体卫星平台，其包括主承力机构、迎风面电池阵、背风面电池阵、对天面电池阵、对地面电池阵、第一展开电池阵和第二展开电池阵和电路模块组，沿立方体卫星飞行方向，迎风面电池阵设置在主承力机构的迎风面上，背风面电池阵设置在主承力机构的背风面上，对天面电池阵设置在主承力机构的对天面上，对地面电池阵设置在主承力机构的对地面上，第一展开电池阵和第二展开电池阵分别设置在主承力机构的另外两个面上，电路模块组固定在主承力机构内。
所述电路模块组包括从背风面至迎风面依次平行间隔设置的蓄电池组、电源控制板、AIS载荷、星务计算机、UV天线收发机、展开阵烧线板组、动量轮组、接口板、磁力矩器、GPS接收机、三轴磁强计、Gamalink和UV通信天线；电源控制板通过PC104分别与蓄电池组、星务计算机、AIS载荷、UV天线收发机相连，通过跳线电缆与接口板相连，接口板通过PC104分别与三轴磁强计、磁力矩器、GPS接收机、Gamalink相连，通过跳线电缆分别与展开阵烧线板组、动量轮组、UV通信天线、太阳能电池阵相连；星务计算机通过PC104分别与UV天线收发机、AIS载荷相连，通过跳线电缆分别与三轴磁强计、磁力矩器、GPS接收机、接口板、Gamalink相连，其中UV天线收发机与UV通信天线相连。
所述展开阵烧线板组包括两个并排设置的展开阵烧线板，一个与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
动量轮组采用双机冷备份，一个动量轮与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
所述第一展开电池阵包括体装板、展开板和合页，体装板和展开板通过合页连接，体装板采用单面贴片，内表面贴有热控涂层，展开板采用双面贴片；第二展开电池阵和第一展开电池阵结构相同。
还包括压力传感器，压力传感器固定在展开电池阵的体装板中间位置，压力传感器通过跳线电缆分别与星务计算机和接口板相连。
所述迎风面电池阵、背风面电池阵、对天面电池阵和对地面电池阵均为单面贴片，且内表面贴有热控涂层。
还包括GPS天线，GPS天线固定在对天面电池阵中间位置，GPS天线通过跳线电缆与GPS接收机相连。
所述第一展开电池阵和第二展开电池阵关于卫星形心对称布置；迎风面电池阵和背风面电池阵关于卫星形心对称布置，对天面电池阵和对地面电池阵关于卫星形心对称布置。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）质量轻，在2.2kg左右。
（2）体积小，整体最大包络尺寸112.8mm×112.3mm×227.6mm。
（3）成本低，大量采用商用元器件取代昂贵的航天级器件，极大降低了研发制造成本，仅为传统卫星的10%左右。
（4）功能密度高，模块集成度高。
（5）应用广，可应用于大气探测，船舶监测，对地观测等众多领域。
附图说明
图1是本发明双单元立方体卫星平台的立体结构示意图。
图2是本发明双单元立方体卫星平台电路模块组的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
一种双单元立方体卫星平台，包括主承力机构23、迎风面电池阵14、背风面电池阵15、对天面电池阵16、对地面电池阵、第一展开电池阵17和第二展开电池阵18和电路模块组，沿立方体卫星飞行方向，迎风面电池阵14设置在主承力机构23的迎风面上，背风面电池阵15设置在主承力机构23的背风面上，对天面电池阵16设置在主承力机构23的对天面上，对地面电池阵设置在主承力机构23的对地面上，第一展开电池阵17和第二展开电池阵18分别设置在主承力机构23的另外两个面上，电路模块组固定在主承力机构23内。
所述电路模块组包括从背风面至迎风面依次平行间隔设置的蓄电池组1、电源控制板2、AIS载荷3、星务计算机4、UV天线收发机5、展开阵烧线板组6、动量轮组7、接口板8、磁力矩器9、GPS接收机10、三轴磁强计11、Gamalink12和UV通信天线13；电源控制板2通过PC104分别与蓄电池组1、星务计算机4、AIS载荷3、UV天线收发机5相连，通过跳线电缆与接口板8相连，接口板8通过PC104分别与三轴磁强计11、磁力矩器9、GPS接收机10、Gamalink12相连，通过跳线电缆分别与展开阵烧线板组6、动量轮组7、UV通信天线13、太阳能电池阵相连；星务计算机4通过PC104分别与UV天线收发机5、AIS载荷3相连，通过跳线电缆分别与三轴磁强计11、磁力矩器9、GPS接收机10、接口板8、Gamalink12相连，其中UV天线收发机9与UV通信天线13相连。
所述展开阵烧线板组6包括两个并排设置的展开阵烧线板，一个与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
动量轮组7采用双机冷备份，一个动量轮与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
所述第一展开电池阵17包括体装板、展开板和合页21，体装板和展开板通过合页21连接，体装板采用单面贴片，内表面贴有热控涂层，展开板采用双面贴片；第二展开电池阵18和第一展开电池阵17结构相同。
还包括压力传感器22，压力传感器22固定在展开电池阵的体装板中间位置，压力传感器22通过跳线电缆分别与星务计算机4、接口板8相连，压力传感器22作为分离开关给卫星提供展开电池阵是否展开信号。
所述迎风面电池阵14、背风面电池阵15、对天面电池阵16和对地面电池阵均为单面贴片，且内表面贴有热控涂层。
还包括GPS天线19，GPS天线19固定在对天面电池阵16中间位置，GPS天线19通过跳线电缆与GPS接收机10相连。
所述第一展开电池阵17和第二展开电池阵18关于卫星形心对称布置；迎风面电池阵14和背风面电池阵15关于卫星形心对称布置，对天面电池阵16和对地面电池阵关于卫星形心对称布置。
所述双单元立方体卫星平台的主承力结构23保证卫星在发射过程中不受破坏，且机械和热变形小；采用三轴磁强计11实现双矢量卫星姿态确定，采用动量轮组7和磁力矩器9实现三轴姿态控制；星务计算机4对整星统一调度，实现对整星的结构热环境监测、电气及数据接口支持、能源分配、三轴稳定控制、星地数据传输等功能；电源控制板2负责整星电源分配，第一展开电池阵17和第二展开电池阵18的展开板发射前贴于卫星表面，发射后展开一定角度进行工作；UV通信天线13与地面站进行星地通信。

Claims (9)

1.一种双单元立方体卫星平台，其特征在于：包括主承力机构（23）、迎风面电池阵（14）、背风面电池阵（15）、对天面电池阵（16）、对地面电池阵、第一展开电池阵（17）和第二展开电池阵（18）和电路模块组，沿立方体卫星飞行方向，迎风面电池阵（14）设置在主承力机构（23）的迎风面上，背风面电池阵（15）设置在主承力机构（23）的背风面上，对天面电池阵（16）设置在主承力机构（23）的对天面上，对地面电池阵设置在主承力机构（23）的对地面上，第一展开电池阵（17）和第二展开电池阵（18）分别设置在主承力机构（23）的另外两个面上，电路模块组固定在主承力机构（23）内。
2.根据权利要求1所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：所述电路模块组包括从背风面至迎风面依次平行间隔设置的蓄电池组（1）、电源控制板（2）、AIS载荷（3）、星务计算机（4）、UV天线收发机（5）、展开阵烧线板组（6）、动量轮组（7）、接口板（8）、磁力矩器（9）、GPS接收机（10）、三轴磁强计（11）、Gamalink（12）和UV通信天线（13）；电源控制板（2）通过PC104分别与蓄电池组（1）、星务计算机（4）、AIS载荷（3）、UV天线收发机（5）相连，通过跳线电缆与接口板（8）相连，接口板（8）通过PC104分别与三轴磁强计（11）、磁力矩器（9）、GPS接收机（10）、Gamalink（12）相连，通过跳线电缆分别与展开阵烧线板组（6）、动量轮组（7）、UV通信天线（13）、太阳能电池阵相连；星务计算机（4）通过PC104分别与UV天线收发机（5）、AIS载荷（3）相连，通过跳线电缆分别与三轴磁强计（11）、磁力矩器（9）、GPS接收机（10）、接口板（8）、Gamalink（12）相连，其中UV天线收发机（9）与UV通信天线（13）相连。
3.根据权利要求2所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：所述展开阵烧线板组（6）包括两个并排设置的展开阵烧线板，一个与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
4.根据权利要求2所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：动量轮组（7）采用双机冷备份，一个动量轮与对天面同侧，另一个与对地面同侧。
5.根据权利要求2所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：所述第一展开电池阵（17）包括体装板、展开板和合页（21），体装板和展开板通过合页（21）连接，体装板采用单面贴片，内表面贴有热控涂层，展开板采用双面贴片；第二展开电池阵（18）和第一展开电池阵（17）结构相同。
6.根据权利要求5所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：还包括压力传感器（22），压力传感器（22）固定在展开电池阵的体装板中间位置，压力传感器（22）通过跳线电缆分别与星务计算机（4）和接口板（8）相连。
7.根据权利要求2所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：所述迎风面电池阵（14）、背风面电池阵（15）、对天面电池阵（16）和对地面电池阵均为单面贴片，且内表面贴有热控涂层。
8.根据权利要求7所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：还包括GPS天线（19），GPS天线（19）固定在对天面电池阵（16）中间位置，GPS天线（19）通过跳线电缆与GPS接收机（10）相连。
9.根据权利要求1所述的双单元立方体卫星平台，其特征在于：所述第一展开电池阵（17）和第二展开电池阵（18）关于卫星形心对称布置；迎风面电池阵（14）和背风面电池阵（15）关于卫星形心对称布置，对天面电池阵（16）和对地面电池阵关于卫星形心对称布置。
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