CN109987255A - 太阳观测试验卫星与工作模式切换方法 - Google Patents

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CN109987255A CN201910017429.4A CN201910017429A CN109987255A CN 109987255 A CN109987255 A CN 109987255A CN 201910017429 A CN201910017429 A CN 201910017429A CN 109987255 A CN109987255 A CN 109987255A
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Abstract

本发明提供了一种太阳观测试验卫星,包含载荷舱与平台舱,所述载荷舱与平台舱之间设置有以下任一个或任多个结构:锁装置,所述锁装置包含一次性解锁装置和/或重复锁紧解锁装置,锁装置作为载荷舱与平台舱之间的物理连接结构;通信装置,所述通信装置包含有线通信装置和/或无线通信装置,通信装置作为载荷舱与平台舱之间的通信连接结构;充电装置,所述充电装置包含有线充电装置和/或无线充电装置。本发明还提供了一种上述的太阳观测试验卫星的工作模式切换方法。本发明设置锁紧有线、解锁有线、解锁无线、锁紧无线等多种工作模式,分时工作,工作模式设计高效、可靠,满足高性能太阳观测试验卫星的工程需求。

Description

太阳观测试验卫星与工作模式切换方法
技术领域
本发明涉及航天领域,具体地,涉及一种太阳观测试验卫星与工作模式切换方法,特别是一种高性能太阳观测试验卫星与工作模式切换方法。
背景技术
高性能太阳观测卫星采用高性能卫星平台,搭载复合空间望远镜等有效载荷,实现国际首次太阳Hα谱段空间成像;卫星开展高性能卫星平台试验、空间自主导航等新技术在轨验证。高性能太阳观测试验卫星的研制与发射,对推动高性能太阳观测平台工程应用、拓展空间科学领域市场、提升自主研制和研发能力具有重要意义。
依据高性能太阳观测试验卫星的科学载荷与工程载荷工作的需求,高性能太阳观测试验卫星需要完成太阳观测试验、高性能太阳观测技术验证、对地定向、对地数传等多种复杂的工作任务。为了保证高性能太阳观测试验卫星能顺利地完成上述多种工作任务,在满足各个分系统约束关系下,需要对卫星状态进行优化配置,现有技术中缺乏能够进行所述优化配置的结构或方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种太阳观测试验卫星与工作模式切换方法。
根据本发明提供的太阳观测试验卫星,包含载荷舱与平台舱,所述载荷舱与平台舱之间设置有以下任一个或任多个结构:
--锁装置,所述锁装置包含一次性解锁装置和/或重复锁紧解锁装置,锁装置作为载荷舱与平台舱之间的物理连接结构;
--通信装置,所述通信装置包含有线通信装置和/或无线通信装置,通信装置作为载荷舱与平台舱之间的通信连接结构;
--充电装置,所述充电装置包含有线充电装置和/或无线充电装置。
优选地,载荷舱和/或平台舱上设置有姿态调控系统,所述姿态调控系统包含以下任一个或任多个结构:
--恒星敏感器;
--陀螺仪;
--执行机构。
优选地,载荷舱上的姿态调控系统、平台舱上的姿态调控系统分别形成第一姿态调控系统、第二姿态调控系统;
载荷舱上的执行机构、平台舱上的执行机构分别形成第一执行机构、第二执行机构;
所述第二执行机构包含飞轮。
优选地,所述载荷舱包含载荷舱安装板,所述平台舱包含平台舱顶板;
以下任一个或任多个结构安装在载荷舱安装板和/或平台舱顶板上:锁装置、通信装置、充电装置。
优选地,所述有线通信装置包含光纤;
所述有线充电装置包含供电电缆,载荷舱上安装有蓄电池;
平台舱上安装有太阳帆板。
本发明还提供了一种上述的太阳观测试验卫星的工作模式切换方法,包含以下任一个或任多个步骤:
锁紧有线工作步骤:令载荷舱与平台舱之间的锁装置锁紧,令载荷舱与平台舱通过有线通信装置进行通信;
解锁有线工作步骤:令载荷舱与平台舱之间的锁装置解锁,令载荷舱与平台舱通过有线通信装置进行通信;
解锁无线工作步骤:令载荷舱与平台舱之间的锁装置解锁,令载荷舱与平台舱通过无线通信装置进行通信;
锁紧无线工作步骤:令载荷舱与平台舱之间的锁装置锁紧,令载荷舱与平台舱通过无线通信装置进行通信。
优选地,所述锁紧有线工作步骤中,一次性解锁装置或重复锁紧解锁装置锁紧,太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构不工作。
优选地,所述解锁有线工作步骤中,一次性解锁装置与重复锁紧解锁装置均解锁;载荷舱与平台舱之间通过供电电缆与光纤有线连接;
载荷舱由第一姿态调控系统进行姿态控制,第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱与平台舱之间相对位置控制;
第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱与平台舱之间相对姿态控制。
优选地,所述解锁无线工作步骤中,一次性解锁装置与重复锁紧解锁装置均解锁;平台舱通过无线充电装置为载荷舱上的蓄电池充电,由蓄电池为载荷舱单机供电;
载荷舱与平台舱之间通过无线通信装置通信;载荷舱由第一姿态调控系统进行姿态控制;第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱与平台舱之间相对位置控制;
第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱与平台舱之间相对姿态控制。
优选地,锁紧无线工作步骤中,重复锁紧解锁装置锁紧;太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构不工作;
载荷舱与平台舱之间通过无线通信装置通信,平台舱通过无线充电装置为载荷舱上的蓄电池充电。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明在不增加卫星硬件设备的情况下,针对高性能太阳观测试验卫星的多种复杂的工作任务,综合考虑各个分系统之间的约束关系,对高性能太阳观测试验卫星状态的切换进行设计和创新,设置锁紧有线、解锁有线、解锁无线、锁紧无线等多种工作模式,分时工作。
2、本发明的工作模式设计高效、可靠,满足高性能太阳观测试验卫星的工程需求。
3、本发明中解锁与锁紧动作可重复执行,具备较高可靠性,满足高性能卫星的工程需求。
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为太阳观测试验卫星载荷舱与平台舱工作布局示意图;
图2为太阳观测试验卫星的工作模式转换关系图;
图3为太阳观测试验卫星的锁紧有线工作模式图;
图4为太阳观测试验卫星的解锁有线工作模式图;
图5为太阳观测试验卫星的解锁无线工作模式图;
图6为太阳观测试验卫星的锁紧无线工作模式图。
图中示出:
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本发明提供的太阳观测试验卫星,包含载荷舱10与平台舱20,所述载荷舱10与平台舱20之间设置有以下任一个或任多个结构:
--锁装置,所述锁装置包含一次性解锁装置42和/或重复锁紧解锁装置41,锁装置作为载荷舱10与平台舱20之间的物理连接结构;
--通信装置,所述通信装置包含有线通信装置和/或无线通信装置44,通信装置作为载荷舱10与平台舱20之间的通信连接结构;
--充电装置,所述充电装置包含有线充电装置和/或无线充电装置46。
载荷舱10和/或平台舱20上设置有姿态调控系统,所述姿态调控系统包含以下任一个或任多个结构:恒星敏感器、陀螺仪、执行机构。载荷舱10上的姿态调控系统、平台舱20上的姿态调控系统分别形成第一姿态调控系统、第二姿态调控系统;载荷舱10上的执行机构、平台舱20上的执行机构分别形成第一执行机构45、第二执行机构;所述第二执行机构包含飞轮。优选地,所述第一执行机构45为高精度执行机构。优选地,所述载荷舱10包含载荷舱安装板11,所述平台舱20包含平台舱顶板21;以下任一个或任多个结构安装在载荷舱安装板11和/或平台舱顶板21上:锁装置、通信装置、充电装置。优选地,所述有线通信装置包含光纤43;所述有线充电装置包含供电电缆,载荷舱10上安装有蓄电池;平台舱20上安装有太阳帆板30。
如图2所示,本发明还提供了一种上述的太阳观测试验卫星的工作模式切换方法,其特征在于,包含以下任一个或任多个步骤:锁紧有线工作步骤:令载荷舱10与平台舱20之间的锁装置锁紧,令载荷舱10与平台舱20通过有线通信装置进行通信;解锁有线工作步骤:令载荷舱10与平台舱20之间的锁装置解锁,令载荷舱10与平台舱20通过有线通信装置进行通信;解锁无线工作步骤:令载荷舱10与平台舱20之间的锁装置解锁,令载荷舱10与平台舱20通过无线通信装置44进行通信;锁紧无线工作步骤:令载荷舱10与平台舱20之间的锁装置锁紧,令载荷舱10与平台舱20通过无线通信装置44进行通信。实际应用中,高性能技术试验仅在解锁有线和解锁无线状态下运行;太阳观测试验可在所有状态下运行。
如图3所示,所述锁紧有线工作步骤中,一次性解锁装置42或重复锁紧解锁装置41锁紧,太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构45不工作。如图4所示,所述解锁有线工作步骤中,一次性解锁装置42与重复锁紧解锁装置41均解锁;载荷舱10与平台舱20之间通过供电电缆与光纤43有线连接;载荷舱10由第一姿态调控系统进行姿态控制,第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱10与平台舱20之间相对位置控制;第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱10与平台舱20之间相对姿态控制。如图5所示,所述解锁无线工作步骤中,一次性解锁装置42与重复锁紧解锁装置41均解锁;平台舱20通过无线充电装置46为载荷舱10上的蓄电池充电,由蓄电池为载荷舱10单机供电;载荷舱10与平台舱20之间通过无线通信装置44通信;载荷舱10由第一姿态调控系统进行姿态控制;第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱10与平台舱20之间相对位置控制;第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱10与平台舱20之间相对姿态控制。如图6所示,锁紧无线工作步骤中,重复锁紧解锁装置41锁紧;太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构45不工作;载荷舱10与平台舱20之间通过无线通信装置44通信,平台舱20通过无线充电装置46为载荷舱10上的蓄电池充电。
针对高性能太阳观测试验卫星的科学载荷与工程载荷工作的需求,卫星在太阳观测试验、高性能太阳观测技术验证、对地定向、对地数传等多种复杂工作任务情况下,设置不同的分时工作模式见如下的卫星工作模式实施方式案例表。
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。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种太阳观测试验卫星,其特征在于,包含载荷舱(10)与平台舱(20),所述载荷舱(10)与平台舱(20)之间设置有以下任一个或任多个结构:
--锁装置,所述锁装置包含一次性解锁装置(42)和/或重复锁紧解锁装置(41),锁装置作为载荷舱(10)与平台舱(20)之间的物理连接结构;
--通信装置,所述通信装置包含有线通信装置和/或无线通信装置(44),通信装置作为载荷舱(10)与平台舱(20)之间的通信连接结构;
--充电装置,所述充电装置包含有线充电装置和/或无线充电装置(46)。
2.根据权利要求1所述的太阳观测试验卫星,其特征在于,载荷舱(10)和/或平台舱(20)上设置有姿态调控系统,所述姿态调控系统包含以下任一个或任多个结构:
--恒星敏感器;
--陀螺仪;
--执行机构。
3.根据权利要求2所述的太阳观测试验卫星,其特征在于,载荷舱(10)上的姿态调控系统、平台舱(20)上的姿态调控系统分别形成第一姿态调控系统、第二姿态调控系统;
载荷舱(10)上的执行机构、平台舱(20)上的执行机构分别形成第一执行机构(45)、第二执行机构;
所述第二执行机构包含飞轮。
4.根据权利要求1所述的太阳观测试验卫星,其特征在于,所述载荷舱(10)包含载荷舱安装板(11),所述平台舱(20)包含平台舱顶板(21);
以下任一个或任多个结构安装在载荷舱安装板(11)和/或平台舱顶板(21)上:锁装置、通信装置、充电装置。
5.根据权利要求1所述的太阳观测试验卫星,其特征在于,所述有线通信装置包含光纤(43);
所述有线充电装置包含供电电缆,载荷舱(10)上安装有蓄电池;
平台舱(20)上安装有太阳帆板(30)。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的太阳观测试验卫星的工作模式切换方法,其特征在于,包含以下任一个或任多个步骤:
锁紧有线工作步骤:令载荷舱(10)与平台舱(20)之间的锁装置锁紧,令载荷舱(10)与平台舱(20)通过有线通信装置进行通信;
解锁有线工作步骤:令载荷舱(10)与平台舱(20)之间的锁装置解锁,令载荷舱(10)与平台舱(20)通过有线通信装置进行通信;
解锁无线工作步骤:令载荷舱(10)与平台舱(20)之间的锁装置解锁,令载荷舱(10)与平台舱(20)通过无线通信装置(44)进行通信;
锁紧无线工作步骤:令载荷舱(10)与平台舱(20)之间的锁装置锁紧,令载荷舱(10)与平台舱(20)通过无线通信装置(44)进行通信。
7.根据权利要求6所述的工作模式切换方法,其特征在于,所述锁紧有线工作步骤中,一次性解锁装置(42)或重复锁紧解锁装置(41)锁紧,太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构(45)不工作。
8.根据权利要求6所述的工作模式切换方法,其特征在于,所述解锁有线工作步骤中,一次性解锁装置(42)与重复锁紧解锁装置(41)均解锁;载荷舱(10)与平台舱(20)之间通过供电电缆与光纤(43)有线连接;
载荷舱(10)由第一姿态调控系统进行姿态控制,第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱(10)与平台舱(20)之间相对位置控制;
第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱(10)与平台舱(20)之间相对姿态控制。
9.根据权利要求6所述的工作模式切换方法,其特征在于,所述解锁无线工作步骤中,一次性解锁装置(42)与重复锁紧解锁装置(41)均解锁;平台舱(20)通过无线充电装置(46)为载荷舱(10)上的蓄电池充电,由蓄电池为载荷舱(10)单机供电;
载荷舱(10)与平台舱(20)之间通过无线通信装置(44)通信;载荷舱(10)由第一姿态调控系统进行姿态控制;第一姿态调控系统根据获取的舱间相对位置信息进行载荷舱(10)与平台舱(20)之间相对位置控制;
第二姿态调控系统根据获取的舱间相对姿态信息,控制飞轮进行载荷舱(10)与平台舱(20)之间相对姿态控制。
10.根据权利要求6所述的工作模式切换方法,其特征在于,锁紧无线工作步骤中,重复锁紧解锁装置(41)锁紧;太阳观测试验卫星的姿态由第二姿态调控系统统一控制,第一执行机构(45)不工作;
载荷舱(10)与平台舱(20)之间通过无线通信装置(44)通信,平台舱(20)通过无线充电装置(46)为载荷舱(10)上的蓄电池充电。
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