CN106828988A - 用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器，包括四个地球边界红外辐射模拟单元及系统控制单元。其特征主要在于：地球边界红外辐射模拟单元通过系统控制单元调整热板和冷光阑的红外辐射差进行模拟，通过平移冷光阑位置来模拟不同轨道高度，为姿轨控分系统进行线阵静态红外地球敏感器提供地面测试手段，进而保证红外地球敏感器为卫星提供高精度的姿态测量。本发明优点在于：模拟器稳定性好，体积小巧轻便。

Description

用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器
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。具体涉及一种适用于线阵红外地球敏感器检测手段。
背景技术
红外地球敏感器一种是利用地球自身的红外辐射来测量航天器相对于当地垂线或者当地地平方位的姿态敏感器，也称地平仪。目前红外地球敏感器主要有3种形式：地平穿越式、边界跟踪式和辐射热平衡式。线列阵静态红外地球敏感器是一种典型的辐射热平衡式地球敏感器，因为没有运动部件，体积和质量较小，功耗低，特别适合长寿命飞行任务，广泛应用于对地定向侦探、气象、通讯、地资等人造卫星上。
线列阵静态红外地球敏感器(以下简称地球敏感器)一般具有等间隔对称分布的4个光学系统。每个光学系统分别接收来自地球不同部分的红外辐射，通过对每个光学系统接收到的不同红外辐射能量进行分析而得出航天器姿态。例如地球敏感器当所有光学系统接收能量相等时，表示航天器姿态角为零。当前后两个光学系统接收能量不相等时，表示航天器在俯仰轴有姿态偏差；同样地，当左右两个视场接收能量不相等时，表示在滚动轴有姿态偏差。
地球敏感器的性能和精度将直接影响卫星在轨道上的工作状态。为了对地球敏感器进行极性测试及精度标定，必须在地面上为其开发一套专用的变轨道极性测试设备即变轨道极性测量的地球模拟器。
发明内容
本发明的目的在于为线列阵红外地球敏感器提供一种适合在地面进行变轨道极性测试的地球模拟器。
本发明是一种用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器包括四个地球边界红外辐射模拟单元和系统控制单元。
所述地球边界红外辐射模拟单元包括第一过渡环1-1、第一转接件1-2、第二过渡环1-3、第二转接件1-4、红外准直镜1-5、冷光阑固定架1-6、冷光阑1-7、热板1-8、加热薄膜1-9、加热薄膜保温板1-10及后罩1-11。加热薄膜1-9粘贴在热板1-8上，加热薄膜保温板1-10覆盖于加热薄膜1-9上通过螺钉与热板1-8连接固定，加热薄膜保温板1-10与后罩1-11通过螺钉连接固定，冷光阑1-7插入冷光阑固定架1-6内，位置模拟不同轨道，红外准直镜1-5及冷光阑固定架1-6与后罩1-11通过螺钉连接固定，第二转接件1-4与红外准直镜1-5通过第二过渡环1-3螺纹连接固定，第一转接件1-2通过螺钉与第二转接件1-4连接固定，第一转接件1-2通过第一过渡环1-1与红外地球敏感器螺纹连接固定。
系统控制单元控制地球边界红外辐射模拟单元中的热板1-8和冷光阑1-7的温度差模拟地球边界红外辐射，平移冷光阑1-7位置模拟不同轨道，四个红外辐射模拟单元共同组成整个地球边界红外辐射，从而实现在线列阵红外地球敏感器地面极性测试及标校。
本发明优点在于：模拟器稳定性好，体积小巧轻便。
附图说明
图1为地球模拟器组成图。
图2为地球模拟器结构图；
图中：1-1-第一过渡环、1-2-第一转接件、1-3-第二过渡环、1-4-第二转接件、1-5-红外准直镜和1-6-冷光阑固定架、1-7-冷光阑、1-8-热板、1-9-加热薄膜、1-10-加热薄膜保温板、1-11-后罩。
具体实施方式
下面根据图1、图2给出本发明的一个较好实施例，并予以详细描述，以便更好地了解本发明的结构特征和功能特点。需要指出的是，给出的实例是为了说明本发明，而不是用来限制本发明的范围。
如图1所示本发明包括四个地球边界红外辐射模拟单元和系统控制单元；其中通过系统控制单元控制地球边界红外辐射模拟单元中的热板1-7和冷光阑1-7的温度差模拟地球边界红外辐射，四个红外辐射模拟单元共同组成整个地球边界红外热辐射。
如图2所示所述地球边界红外辐射模拟单元中加热薄膜1-9粘贴在热板1-8上，加热薄膜保温板1-10覆盖于加热薄膜1-9上通过螺钉与热板1-8连接固定，加热薄膜保温板1-10与后罩1-11通过螺钉连接固定，红外准直镜1-5及冷光阑1-7与后罩1-11通过螺钉连接固定，第二转接件1-4与红外准直镜1-5通过第二过渡环1-3螺纹连接固定，第一转接件1-2通过螺钉与第二转接件1-4连接固定，第一转接件1-2通过第一过渡环1-1与红外地球敏感器螺纹连接固定，通过系统控制单元控制地球边界红外辐射模拟单元1中的热板1-8和冷光阑1-7的温度差模拟地球边界红外辐射，四个红外辐射模拟单元共同组成整个地球边界红外热辐射，从而实现在线列阵红外地球敏感器地面极性测试及标校。
其中红外准直镜1-6焦距为15mm，视场角为32°，冷光阑1-2材料为2A12、热板1-7材料为T2，冷光阑与热板表面均黑色阳极氧化处理，发射系数εh≥0.85，第一过渡环材料T2，为第二过渡环材料为T2，第一转接件材料为2A12，第二转接件材料为聚酰亚胺。

Claims (1)

1.一种用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器，包括四个地球边界红外辐射模拟单元和系统控制单元；
所述地球边界红外辐射模拟单元包括第一过渡环(1-1)、第一转接件(1-2)、第二过渡环(1-3)、第二转接件(1-4)、红外准直镜(1-5)、冷光阑固定架(1-6)、冷光阑(1-7)、热板(1-8)、加热薄膜(1-9)、加热薄膜保温板(1-10)及后罩(1-11)。加热薄膜(1-9)粘贴在热板(1-8)上，加热薄膜保温板(1-10)覆盖于加热薄膜(1-9)上通过螺钉与热板(1-8)连接固定，加热薄膜保温板(1-10)与后罩(1-11)通过螺钉连接固定，冷光阑(1-7)插入冷光阑固定架(1-6)内，位置模拟不同轨道，红外准直镜(1-5)及冷光阑固定架(1-6)与后罩(1-11)通过螺钉连接固定，第二转接件(1-4)与红外准直镜(1-5)通过第二过渡环(1-3)螺纹连接固定，第一转接件(1-2)通过螺钉与第二转接件(1-4)连接固定，第一转接件(1-2)通过第一过渡环(1-1)与红外地球敏感器螺纹连接固定；
系统控制单元控制地球边界红外辐射模拟单元(1)中的热板(1-8)和冷光阑(1-7)的温度差模拟地球边界红外辐射，平移冷光阑(1-7)位置模拟不同轨道，四个红外辐射模拟单元共同组成整个地球边界红外辐射，从而实现在线列阵红外地球敏感器地面极性测试及标校。
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