CN106184821A - 一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型 - Google Patents

一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型 Download PDF

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张如意
曾擎
陈强
张立国
边志强
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金历群
汪泽宇
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Abstract

本发明公开了一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，包括遥感仪器，遥感仪器底部通过隔热垫片和钛合金螺钉安装有星敏感器支架，星敏感器支架上设置有若干销钉，星敏感器支架由支撑杆、星敏感器安装平台和精度光学测量装置构成，星敏感器安装平台的正面通过螺钉安装有若干台星敏感器，星敏感器上设置有若干销钉，星敏感器安装平台的背面通过螺钉安装有一根外贴热管，外贴热管通过螺钉安装至卫星散热面，星敏感器伸出卫星本体不小于5mm。本发明为实现在一定时间和温度范围内星敏感器具有角秒级的指向精度稳定性提供了解决方法，是实现遥感仪器和星敏感器的共基准要求的基础，是高轨遥感卫星高精度图像定位实现的一个前提。

Description

一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型
技术领域
本发明涉及卫星总体技术领域，具体地，涉及一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型。
背景技术
由于国家持续快速的发展，对于高轨高精度遥感业务的需求日益旺盛，要求卫星平台具有高姿态确定精度、遥感仪器具有高扫描控制精度。随着以风云四号气象卫星为代表的高轨高精度遥感卫星的研制，卫星平台的姿态确定精度和遥感仪器的扫描控制精度已能满足指标要求。但是，在解决星上实时补偿的高精度图像定位与配准问题的过程中，需要卫星平台和遥感仪器在一定的时间内具有相同的姿态确定基准，才能使图像定位精度满足公里级的要求。
目前，我国只发射了一颗三轴稳定的高轨遥感卫星高分四号卫星，其遥感仪器和星敏感器没有实施一体化构型方案。未查阅到相关报道或技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，以实现遥感仪器和星敏感器的共基准要求，为高轨遥感卫星高精度图像定位的实现打下基础。
为了达到上述目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，包括遥感仪器，遥感仪器底部通过隔热垫片和钛合金螺钉安装有星敏感器支架，使星敏感器和支架在星体内部并靠近卫星散热面，避免阳光直射，为星敏感器和星敏感器支架提供长期稳定的散热面，隔热垫片实现了星敏感器支架和遥感仪器的热隔离，星敏感器支架上设置有若干销钉，星敏感器支架由支撑杆、星敏感器安装平台和精度光学测量装置构成，星敏感器安装平台的正面通过螺钉安装有若干台星敏感器，星敏感器上设置有若干销钉，星敏感器安装平台的背面通过螺钉安装有一根外贴热管，外贴热管通过螺钉安装至卫星散热面，星敏感器伸出卫星本体不小于5mm，但超出遥感仪器辐射制冷口最大距离不大于82mm，距离遥感仪器安装面57mm，使星敏感器观测视场满足要求。
其中，所述星敏感器为三台或四台。
其中，星敏感器支架均具有特定的指向，星敏感器和星敏感器之间、遥感仪器和星敏感器之间满足特定的坐标关系，该坐标关系根据姿轨控系统的设计确定
其中，所述的销钉设置在遥感仪器和星敏感器支架之间，实现高复位精度。
本发明具有以下有益效果：
隔离了遥感仪器和星敏感器支架之间的热传递，同时为星敏感器和星敏感器支架提供长期稳定的散热面，为实现在一定时间和温度范围内星敏感器具有角秒级的指向精度稳定性提供了解决方法，是实现遥感仪器和星敏感器的共基准要求的基础，是高轨遥感卫星高精度图像定位实现的一个前提。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型的结构示意图。
图2为本发明实施例一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型在星上的安装示意图。
图3为本发明实施例一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型星敏感器在支架上的安装位置示意图。
图4为本发明实施例一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构的型星敏感器示意图(含本体坐标系)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例中所涉及到的坐标系为：
卫星本体坐标系Ob-XbYbZb：卫星本体坐标系与星体固连，坐标原点Ob为卫星质心，+Xb轴指向卫星飞行方向，+Zb轴指向星下点，Yb轴与Zb、Xb轴构成右手直角坐标系。
图1中坐标系O-XYZ：坐标系与遥感仪器固连，坐标原点O为遥感仪器基准孔的几何中心，坐标系的X、Y、Z轴分别与卫星本体坐标系的Xb、Yb、Zb轴平行。
星敏感器本体坐标系：坐标系与星敏感器固连，坐标原点O为星敏感器基准孔的几何中心，坐标系的Zs轴垂直安装面，坐标系的Xs轴指向精度光学测量装置所在的面，Ys轴与Zs、Xs轴构成右手直角坐标系。
如图1-4所示，一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，包括遥感仪器1，遥感仪器1底部通过隔热垫片2和钛合金螺钉安装有星敏感器支架3，星敏感器支架3上设置有若干销钉，星敏感器支架3由支撑杆31、星敏感器安装平台32和精度光学测量装置33构成，星敏感器安装平台32的正面通过螺钉安装有三台星敏感器4，星敏感器4上设置有若干销钉，星敏感器安装平台32的背面通过螺钉安装有一根外贴热管5，外贴热管5通过螺钉安装至卫星散热面6。
具体地，采用星敏感器支架同时安装三台星敏感器，保证三台星敏感器之间满足：三台星敏感器光轴ZS与卫星Yb轴的夹角均为35°，三台星敏感器光轴ZS在卫星XbObZb平面上的投影夹角为120°，星敏感器A处于YbObZb平面内。并将星敏感器和支架一起安装在遥感仪器底部，使遥感仪器和星敏感器满足如表1所示的角度关系，并满足位置关系：星敏感器伸出卫星本体不小于5mm，但超出遥感仪器辐射制冷口最大距离不大于82mm，距离遥感仪器安装面57mm。
表1星敏感器本体坐标系坐标轴与卫星本体系坐标轴夹角关系
进一步地，每个星敏感器的观测视场(半锥角22°)满足要求，并留有大于20°的余量；星敏感器支架安装在靠近卫星南侧的散热面附近，通过在卫星南侧板上开口将三个星敏感器遮光罩前部伸出星体(如图2)，避免阳光直射；同时，将所述的外贴热管设置在星敏感器支架上星敏感器安装平台的背面，通过螺钉安装至卫星散热面，为星敏感器和星敏感器支架提供长期稳定的散热面，实现星敏感器的散热温度控制。
更进一步地，所述的精度光学测量装置设置在遥感仪器、星敏感器和星敏感器支架上，确保星上的精度测量光路通畅，先将三台星敏感器安装至星敏感器支架，其测量精度优于5角秒，安装精度优于30角秒，再将星敏感器及支架整体安装至遥感仪器底部，其测量精度优于10角秒，安装精度优于1角分；所述的销钉规格为Φ4，设置在遥感仪器和星敏感器支架之间，实现高复位精度；所述的隔热措施为12mm厚轻量化钛合金垫片，设置在遥感仪器和星敏感器支架之间，实现星敏感器支架和遥感仪器的热隔离，以利于温度的稳定控制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，其特征在于，包括遥感仪器，遥感仪器底部通过隔热垫片和钛合金螺钉安装有星敏感器支架，星敏感器支架上设置有若干销钉，星敏感器支架由支撑杆、星敏感器安装平台和精度光学测量装置构成，星敏感器安装平台的正面通过螺钉安装有若干台星敏感器，星敏感器上设置有若干销钉，星敏感器安装平台的背面通过螺钉安装有一根外贴热管，外贴热管通过螺钉安装至卫星散热面，星敏感器伸出卫星本体不小于5mm，但超出遥感仪器辐射制冷口最大距离不大于82mm，距离遥感仪器安装面57mm。
2.根据权利要求1所述的一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，其特征在于，所述星敏感器为三台或四台。
3.根据权利要求1所述的一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，其特征在于，星敏感器支架均具有特定的指向，星敏感器和星敏感器之间、遥感仪器和星敏感器之间满足特定的坐标关系，该坐标关系根据姿轨控系统的设计确定。
4.根据权利要求1所述的一种高精度高稳定的遥感仪器与星敏感器一体化构型，其特征在于，所述的销钉设置在遥感仪器和星敏感器支架之间。
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