CN106394944A - 一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器，该模拟器包括地球红外辐射模拟单元、姿态模拟单元和系统控制单元。地球红外辐射模拟单元通过调整热板和冷光阑的红外辐射差进行模拟；并通过更换不同孔径冷光阑模拟轨道高度的变化；姿态模拟单元通过步进电机带动地球红外辐射模拟单元进行旋转，进行姿态角度变化的模拟；系统控制单元通过工程计算机及电控箱对地球红外辐射模拟单元的冷热板温差控制、对姿态模拟单元的步进电机控制和零位开关控制。从而实现红外地球敏感器装星后在地面上的测试和标定。本发明优点在于：模拟器的通用性强、稳定性好，体积小巧轻便。

Description

一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器

技术领域

本发明涉及星载红外地球敏感器的地面测试设备，具体涉及一种用于面阵红外地球敏感器极性测试的旋转地球模拟器。

背景技术

红外地球敏感器是卫星姿态控制系统常用的光电姿态敏感仪器，其工作原理是通过地球与空间背景的辐射差获得地平圆的一部分(或全部)边界，并由边界信息通过各种算法获得卫星的姿态。

静态红外地球敏感器采用面阵焦平面探测器阵列，将探测器置于光学系统的焦平面上，通过探测对投影在焦平面上的地球红外图像的响应计算地球的方位。静态地球敏感器与动态地球敏感器相比具有质量轻、功耗低等优点，并可通过适当的算法对大气模型的误差进行修正，从而提高姿态测试的精度和可靠性。

静态地球敏感器包括线阵和面阵2种。面阵地球敏感器则要对整个地平圆成像，它通过计算地平圆在整个成像探测器面所成像的中心位置来判断地平圆的中心。面阵地球敏感器的精度要高于线阵的地球敏感器。

旋转地球模拟器是装有面阵红外地球敏感器的卫星进行地面测试试验的重要设备。为面阵红外地球敏感器装星后提供测试手段，确保敏感器的技术指标满足要求和各项功能正常。

发明内容

本发明用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器，其特征在于：它包括地球红外辐射模拟单元1、姿态模拟单元2和系统控制单元3。其特征在于：

所述地球红外辐射模拟单元中加热薄膜1-2贴在热板1-3上，加热薄膜隔热板1-1覆盖于加热薄膜1-2上通过螺钉与热板1-3连接固定，热板1-3与冷光阑1-5通过三个热板隔热支架1-4进行连接固定，红外准直镜1-6通过螺钉与框架下盖板2-7连接固定，通过控制地球红外辐射模拟单元1中的热板1-1和冷光阑1-5的温度差，模拟地球红外辐射，冷光阑1-5上根据特征轨道高度开有不同的光阑孔模拟不同轨道高度地球红外辐射；

所述姿态模拟单元2中步进电机2-1通过螺钉与框架上盖板2-2连接固定，步进电机2-1的轴端与电机连接支架2-3通过框架上盖板2-2和框架下盖板2-7通过四个框架支柱2-5连接固定，四个框架侧板2-4通过螺钉分别安装在四个框架支柱2-5上，零位开关2-6通过螺钉与框架下盖板2-7连接固定，零位开关挡片2-8通过螺钉与冷光阑1-5连接固定；

通过系统控制单元3控制姿态模拟单元2带动地球红外辐射模拟单元1进行旋转，模拟不同姿态的角度变化。从而实现在面阵红外地球敏感器装星后仿真卫星载荷姿态角的变化，进行姿态角的测试。

本发明优点在于：模拟器通用性强、稳定性好，体积小巧轻便。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器的组成图；图中：1-地球红外辐射模拟单元；2-姿态模拟单元；3-系统控制单元。

图2为本发明一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器的结构图。

图中：1-1-加热薄膜隔热板、1-2-加热薄膜、1-3-热板、1-4-热板隔热支架、1-5-冷光阑和1-6-红外准直镜、2-1-步进电机、2-2-框架上盖板、2-3-电机连接支架、2-4-框架侧板、2-5-框架支柱、2-6-零位开关、2-7-框架下盖板和2-8-零位开关挡片；

具体实施方式

图1、图2为本发明一个较好的实施方式，并予以详细描述，以便更好了解本发明的结构特征和功能特点，要指出的是，所给出的实施方式是为了详细说明本发明，而不是用来限制本发明的范围。

如图1所示，一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器，包括：地球红外辐射模拟单元1、姿态模拟单元2和系统控制单元3组成。其中通过控制地球红外辐射模拟单元1产生红外辐射信号，姿态模拟单元2带动红外辐射模拟单元1进行旋转，系统控制单元3控制地球红外辐射模拟单元1的温差和姿态模拟单元2的转动参数来模拟(滚动角0°、俯仰角5°)、(滚动角5°、俯仰角0°)(滚动角0°、俯仰角-5°)和(滚动角-5°、俯仰角0°)四个姿态角地球红外辐射，面阵红外地球敏感器通过采集、处理和计算得到对应的姿态角变化，与旋转地球模拟器模拟的姿态角进行对应，来对面阵红外地球敏感器装星后进行地面试验和判定测试。

如图2所示，加热薄膜1-2采用胶粘方式贴在热板1-3上，为了保证良好的保温隔热性能，加热薄膜隔热板1-1覆盖于加热薄膜1-2之上通过螺钉与热板连接，热板1-3与冷光阑1-5通过三个热板隔热支架1-4进行连接固定，红外准直镜1-6通过螺钉固定于框架下盖板2-7上；步进电机2-1通过螺钉与框架上盖板2-2连接，步进电机2-1的轴端与电机连接支架2-3通过，框架上盖板2-2和框架下盖板2-7通过四个框架支柱2-5连接固定，四个框架侧板2-4通过螺钉分别安装在四个框架支柱2-5上，零位开关2-6通过螺钉安装在框架下盖板2-7内侧，零位开关挡片2-8安装在冷光阑1-5上。

其中红外准直镜1-6的通光口径为70mm，焦距为93.24mm，冷光阑1-5光阑、热板1-3表面均黑色阳极氧化处理，发射系数ε_h≥0.85。

Claims (1)

1.一种用于面阵红外地球敏感器的旋转地球模拟器，包括地球红外辐射模拟单元(1)、姿态模拟单元(2)和系统控制单元(3)，其特征在于：

所述的地球红外辐射模拟单元(1)中，加热薄膜(1-2)贴在热板(1-3)上，加热薄膜隔热板(1-1)覆盖于加热薄膜(1-2)上并通过螺钉与热板(1-3)连接固定，热板(1-3)与冷光阑(1-5)通过三个热板隔热支架(1-4)进行连接固定，红外准直镜(1-6)通过螺钉与框架下盖板(2-7)连接固定，通过控制地球红外辐射模拟单元(1)中的热板(1-1)和冷光阑(1-5)的温度差，模拟地球红外辐射，冷光阑(1-5)上根据特征轨道高度开有不同的光阑孔模拟不同轨道高度地球红外辐射；

所述的姿态模拟单元(2)中，步进电机(2-1)通过螺钉与框架上盖板(2-2)连接固定，步进电机(2-1)的轴端与电机连接支架(2-3)通过框架上盖板(2-2)和框架下盖板(2-7)通过四个框架支柱(2-5)连接固定，四个框架侧板(2-4)通过螺钉分别安装在四个框架支柱(2-5)上，零位开关(2-6)通过螺钉与框架下盖板2-7连接固定，零位开关挡片(2-8)通过螺钉与冷光阑(1-5)连接固定；

系统控制单元(3)控制姿态模拟单元(2)带动地球红外辐射模拟单元(1)进行旋转，模拟不同姿态的角度变化，从而实现在面阵红外地球敏感器装星后仿真卫星载荷姿态角的变化，进行姿态角的测试。