CN113109751A

CN113109751A - 一种矢量磁强计在轨实时标校系统及方法

Info

Publication number: CN113109751A
Application number: CN202110403413.4A
Authority: CN
Inventors: 孙树全; 杜爱民; 赵琳; 张莹; 李智; 冯晓
Original assignee: Institute of Geology and Geophysics of CAS
Current assignee: Institute of Geology and Geophysics of CAS
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2041-04-15
Also published as: CN113109751B

Abstract

本发明公开一种矢量磁强计在轨实时标校系统及方法，该系统包括标校线圈、标校控制电路、标量磁强计和矢量磁强计，标校控制电路控制标校线圈使其产生稳定的磁场，标量磁强计用于检测产生磁场的大小，标校线圈位于卫星平台上，标量磁强计和矢量磁强计位于卫星伸杆上，在标校模式下，标校控制电路联合标校线圈先产生将背景磁场抵消至标量磁强计测量的数据为零，计算出矢量磁强计的新的基值和比例因子，最后标校控制电路关机，矢量磁强计切换回正常采样处理模式，使用新的比例因子和基值计算磁场数据，本发明可自动完成在轨标校，且标校处理速度快，标定结果精确，标校过程无需人工干预，适应于长寿命工作的星载矢量磁强计的在轨实时标校。

Description

一种矢量磁强计在轨实时标校系统及方法

技术领域

本发明涉及矢量磁强计标校领域，尤其涉及一种矢量磁强计的在轨实时标定系统及方法。

背景技术

矢量磁强计由于能够进行磁场三分量矢量测量，是行星磁场探测中最常使用磁场测量设备。矢量磁强计最常用的是磁通门磁强计，其具有体积小、可靠性高、测量精度高等优点。但在轨长时间运行时，由于材料和器件老化等原因，磁通门磁强计的比例因子和基值会发生一定程度的偏移，当偏移较大时，测出的数据将无法正确校正和处理。

一般在轨标校常需要利用卫星平台的旋转来实现，但是对于一些方向不变的卫星平台或者在行星表面工作的巡视器来说，很难利用卫星平台的旋转进行标定，而且这种通过旋转的方式虽然操作简单，但校正的精度不高。由于当卫星平台位置几乎不变或者巡视器静止时，此时可以认为背景磁场短时间内不发生变化，就可以利用平台搭载的标量磁强计再加上一个标定线圈和标定控制电路，完成矢量磁强计的在轨实时标定。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对位置几乎不变的卫星或在行星表面工作的巡视器上工作的矢量磁强计，提出了一种在轨实时精确标定的系统。

本发明提出的一种矢量磁强计在轨实时标定系统，其包括：标校线圈、标校控制电路、标量磁强计以及待标定的矢量磁强计。标校控制电路用于产生电流，控制标校产生标准磁场，同时负责处理完成标校参数的计算。标量磁强计用于确认标校线圈产生的磁场抵消背景磁场时的标校控制电路参数，以此消除背景磁场的影响。

本发明提供一种矢量磁强计在轨实时标校系统，包括：

标校线圈、标校控制电路、标量磁强计、矢量磁强计；

标校控制电路分别与标校线圈、标量磁强计、矢量磁强计连接；

标校控制电路包括第一接口单元、第二接口单元、标校数据存储与处理单元、电流参数计算控制单元、电流源输出单元；

标量磁强计通过第一接口单元与电流参数计算控制单元连接；

电流参数计算控制单元分别与标校数据存储与处理单元、电流源输出单元连接；

标校数据存储与处理单元通过第二接口单元与矢量磁强计连接；

电流源输出单元与标校线圈连接。

优选地，标校控制电路设置在卫星的内部，用于控制标校线圈产生标准磁场，以及计算标校参数；

标量磁强计与卫星的伸杆连接，用于通过确认标准磁场抵消背景磁场时的标校控制电路的电路参数，消除背景磁场的影响。

优选地，矢量磁强计为待标校的磁强计；

矢量磁强计与卫星的伸杆连接，用于基于矢量磁强计的三个方向，通过标量磁强计与矢量磁强计的角度关系，将标量磁强计的标量磁场分解成与三个方向一致的分量磁场。

优选地，标校线圈包括若干组线圈，其中，若干组线圈产生的磁场方向与矢量磁强计的三个方向一致。

优选地，标校控制电路通过调整输出参数控制标校线圈在矢量磁强计的位置处产生磁场，磁场的范围大于矢量磁强计的测量量程。

优选地，电流源输出单元，包括DAC输出模块、运算求和模块、电压转电流模块；

电流参数计算控制单元与DAC输出模块连接；

DAC输出模块通过运算求和模块与电压转电流模块连接；

电流参数计算控制单元用于通过计算获得输出参数，依据输出参数，DAC模块输出第一电压，运算求和模块包括第二电压，运算求和模块依据第一电压和第二电压，获得输出电压，电压转电流模块依据输出电压，控制电流源输出单元的输出电流。

优选地，DAC输出模块包括DAC模块和第一运算放大器；

DAC模块通过第一运算放大器与运算求和模块连接。

优选地，运算求和模块包括第一电阻R₀、第二电阻R₁、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器；

第一运算放大器通过第一电阻R₀分别与第二电阻R₁、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器连接；

第二电阻R₁包括第二电阻第一端和第二电阻第二端，第二电阻第一端连接有第二电压，第二电阻第二端分别与第一电阻R₀、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器连接；

第三电阻R₂与第一电容C₁、第二运算放大器并联连接；

第二运算放大器的第一输出端与电压转电流模块连接。

优选地，电压转电流模块包括第四电阻R₃、第五电阻R₄、第六电阻R₆、第七电阻R₅、第八电阻R₇、第二电容C₂、第三运算放大器；

第二运算放大器的第一输出端通过第四电阻R₃分别与第五电阻R₃、第二电容C₂、第三运算放大器连接；

第五电阻R₄与第二电容C₂、第三运算放大器并联连接；

第三运算放大器的反向输入端分别与第四电阻R₃、第五电阻R₄、第二电容C₂连接；

第三运算放大器的正向输入端分别与第七电阻R₅、第八电阻R₇连接；

第三运算放大器的第二输出端分别与第五电阻R₄、第二电容C₂、第六电阻R₆连接；

第六电阻R₆通过第七电阻R₅与第八电阻R₇连接；

电压转电流模块的第三输出端分别与第六电阻R₆、第七电阻R₅连接。

一种矢量磁强计在轨实时标校方法，包括以下步骤：

S1.关闭矢量磁强计，开启标校控制电路和标量磁强计，标校控制电路控制标校线圈产生标准磁场，将标量磁强计输出的标量磁场传输至标校控制电路；

S2.标校控制电路根据标量磁场分解出对应矢量方向的分量磁场，根据分量磁场的大小调整输出电流，控制标校线圈的标准磁场，使标量磁强计测量的磁场为0，记录标校控制电路的输出参数和矢量磁强计的第一磁场；

S3.标校控制电路控制卫星的载荷控制平台将矢量磁强计开机并进入标校模式；

S4.标校控制电路以输出参数为基值，基于矢量磁强计的测量范围，调整输出参数，其中，每个输出参数具有相同的持续时间；

S5.标校控制电路接收并处理每个输出参数对应的矢量磁强计的输出方向的第二磁场大小，并取平均值并减掉矢量磁强计的第一磁场，获得基于每个输出参数对应的矢量磁强计的第一磁场数据；

S6.基于每个输出参数，标校控制电路获得矢量磁强计的实际产生的数据减去第一磁场，获得第二磁场数据；

S7.基于第一磁场数据和第二磁场数据，通过最小二乘法计算输出方向的比例因子和基值；

S8.标校控制电路将比例因子和基值传回矢量磁强计并关闭矢量磁强计，矢量磁强计依据比例因子和基值进行参数设置后，将矢量磁强计切换回正常工作模式，矢量磁强计依据比例因子和基值进行工作。

本发明公开了以下技术效果：

本发明的技术方案并与现有技术相比，本发明产生的有益效果是：本发明提出矢量磁强计在轨实时标定系统通过标定控制电路在需要时可自动完成在轨标校，且标校处理速度快，标定结果精确，标校过程无需人工干预，适应于长寿命工作的矢量磁强计的在轨实时标校。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的系统组成示意图；

图2为本发明实施例所述的系统结构示意图；

图3为本发明实施例所述的电流参数计算控制单元电路图；

其中，100为标校线圈、200为标校控制电路、300为标量磁强计、400为矢量磁强计、201为第一接口单元、205为第二接口单元、204为标校数据存储与处理单元、202为电流参数计算控制单元、203为电流源输出单元

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明公开了一种矢量磁强计在轨实时标定系统，其包括：标校线圈、标校控制电路、标量磁强计以及待标定的矢量磁强计。标校控制电路用于产生电流，控制标校产生标准磁场，同时负责处理完成标校参数的计算。标量磁强计用于确认标校线圈产生的磁场抵消背景磁场时的标校控制电路参数，以此消除背景磁场的影响。

本发明提供一种矢量磁强计在轨实时标校系统，包括：

标校线圈100、标校控制电路200、标量磁强计300、矢量磁强计400；标校控制电路200分别与标校线圈100、标量磁强计300、矢量磁强计400连接；标校控制电路200包括第一接口单元201、第二接口单元205、标校数据存储与处理单元204、电流参数计算控制单元202、电流源输出单元203；标量磁强计300通过第一接口单元201与电流参数计算控制单元204连接；电流参数计算控制单元202分别与标校数据存储与处理单元204、电流源输出单元203连接；标校数据存储与处理单元204通过第二接口单元205与矢量磁强计400连接；电流源输出单元203与标校线圈100连接。

标校控制电路200设置在卫星的内部，用于控制标校线圈100产生标准磁场，以及计算标校参数；标量磁强计300与卫星的伸杆连接，用于通过确认标准磁场抵消背景磁场时的标校控制电路的电路参数，消除背景磁场的影响。

矢量磁强计400为待标校的磁强计；矢量磁强计400与卫星的伸杆连接，用于基于矢量磁强计400的三个方向，通过标量磁强计300与矢量磁强计400的角度关系，将标量磁强计300的标量磁场分解成与三个方向一致的分量磁场。

标校线圈100包括若干组线圈，其中，若干组线圈产生的磁场方向与矢量磁强计400的三个方向一致。

标校控制电路通过调整输出参数控制标校线圈在矢量磁强计400的位置处产生磁场，磁场的范围大于矢量磁强计400的测量量程。

电流源输出单元203，包括DAC输出模块、运算求和模块、电压转电流模块；电流参数计算控制单元与DAC输出模块连接；DAC输出模块通过运算求和模块与电压转电流模块连接；电流参数计算控制单元用于通过计算获得输出参数，依据输出参数，DAC模块输出第一电压，运算求和模块包括第二电压，运算求和模块依据第一电压和第二电压，获得输出电压，电压转电流模块依据输出电压，控制电流源输出单元的输出电流。

DAC输出模块包括DAC模块和第一运算放大器；DAC模块通过第一运算放大器与运算求和模块连接。

运算求和模块包括第一电阻R₀、第二电阻R₁、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器；

第一运算放大器通过第一电阻R₀分别与第二电阻R₁、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器连接；第二电阻R₁包括第二电阻第一端和第二电阻第二端，第二电阻第一端连接有第二电压，第二电阻第二端分别与第一电阻R₀、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器连接；第三电阻R₂与第一电容C₁、第二运算放大器并联连接；第二运算放大器的第一输出端与电压转电流模块连接。

电压转电流模块包括第四电阻R₃、第五电阻R₄、第六电阻R₆、第七电阻R₅、第八电阻R₇、第二电容C₂、第三运算放大器；第二运算放大器的第一输出端通过第四电阻R₃分别与第五电阻R₃、第二电容C₂、第三运算放大器连接；第五电阻R₄与第二电容C₂、第三运算放大器并联连接；第三运算放大器的反向输入端分别与第四电阻R₃、第五电阻R₄、第二电容C₂连接；第三运算放大器的正向输入端分别与第七电阻R₅、第八电阻R₇连接；第三运算放大器的第二输出端分别与第五电阻R₄、第二电容C₂、第六电阻R₆连接；第六电阻R₆通过第七电阻R₅与第八电阻R₇连接；电压转电流模块的第三输出端分别与第六电阻R₆、第七电阻R₅连接。

一种矢量磁强计在轨实时标校方法，包括以下步骤：

S1.关闭矢量磁强计400，开启标校控制电路200和标量磁强计300，标校控制电路200控制标校线圈100产生标准磁场，将标量磁强计300输出的标量磁场传输至标校控制电路；

S2.标校控制电路200根据标量磁场分解出对应矢量方向的分量磁场，根据分量磁场的大小调整输出电流，控制标校线圈100的标准磁场，使标量磁强计300测量的磁场为0，记录标校控制电路200的输出参数和矢量磁强计400的第一磁场；

S3.标校控制电路200控制卫星的载荷控制平台将矢量磁强计400开机并进入标校模式；

S4.标校控制电路200以输出参数为基值，基于矢量磁强计400的测量范围，调整输出参数，其中，每个输出参数具有相同的持续时间；

S5.标校控制电路200接收并处理每个输出参数对应的矢量磁强计400的输出方向的第二磁场大小，并取平均值并减掉矢量磁强计400的第一磁场，获得基于每个输出参数对应的矢量磁强计400的第一磁场数据；

S6.基于每个输出参数，标校控制电路200获得矢量磁强计400的实际产生的数据减去第一磁场，获得第二磁场数据；

S8.标校控制电路200将比例因子和基值传回矢量磁强计400并关闭矢量磁强计400，矢量磁强计400依据比例因子和基值进行参数设置后，将矢量磁强计400切换回正常工作模式，矢量磁强计400依据比例因子和基值进行工作。

实施例1：本发明公开了一种矢量磁强计在轨实时标定系统，结合图1所示，系统包括标校线圈100、标校控制电路200、标量磁强计300以及待标定的矢量磁强计400。标校控制电路200用于产生电流，控制标校线圈100产生标准磁场，同时负责处理完成标校参数的计算。300用于确认标校线圈100产生的磁场抵消背景磁场时的标校控制电路参数，以此消除背景磁场的影响。

所述的标校线圈100是加场线圈，由多组线圈组成，安装在卫星平台或巡视器平台上，安装位置的要求是使其产生的磁场与矢量磁强计三个测量方向一致。

在本发明的一个实施例中标校控制电路200与标校线圈100之间通过线缆连接。

标校控制电路200的组成如图2所示，包含与标量磁强计的接口单元为第一接口单元201、电流源输出单元203、电流参数计算控制单元202和标校数据存储和处理单元204、与矢量磁强计连接的第二接口单元205。

第一接口单元201和第二接口单元可用RS422总线实现，传输方式可用单工通信，标量磁强计单方向传输给标校控制电路所测得标量磁场数据；

电流参数计算控制单元202是根据标量磁强计300输入的标量磁场数据，根据与矢量磁强计三方向的角度关系，计算其中一个方向的分量磁场大小，然后设置控制输出参数，最终使标量磁强计测得标量磁场在此方向的分量大小为0。调节的原理是：标校控制电路的输出参数与输出电流之间是成比例的对应关系，从而与在标校线圈上产生的磁场也是比例关系，这种比例关系是由线圈参数、电流源输出单元的参数决定的。因此，根据当前计算出的磁场大小，按照线性增加或减少的方式，每次增加或减少一定输出值，在测得磁场非常小的时候，可以每次线性增加1，直到测到的磁场为0为止。此时电流参数计算控制模块把将输出参数记录并保存，记为D0。然后在待标定矢量磁强计进入标定模式后，将输出参数从D0开始，逐渐每次变化△，即调整电流输出参数分别为D0+△，D0-△，D0+2△，D0-2△，D0+3△，D0-3△，……，D0+N△，D0-N△。在本发明的一个实施例中，上述处理过程可以用微处理器或者DSP实现。

所述电流源输出单元203是与电流参数计算控制模块一起作用，保障电流输出参数设置后，电流源输出单元能够输出对应成比例的稳定磁场。

本发明的的一个实施例中，上述的电流源输出单元203如图3所示，包括DAC输出模块、运算求和模块和电压转电流模块。电流参数计算控制模块计算的输出参数D_i将写入DAC的寄存器，并通过DAC驱动控制DAC输出对应的电压V_i，V_i与参数D_i之间是线性关系，V_i＝V_ref(D_i/2^N)，其中N为DAC的位数。V_i与V_b之间通过运算放大器比例求和，这是为了产生负电压从而能够产生正负相反的电流，标校线圈也就产生对应的正负相反磁场。输出的电压为：

两者可以通过调整R₀和R₁的值，调节两者的比例。也可以调整V_i和V_b调整输出电压的大小。电压转电流模块也使用运算放大器实现，当

R₃(R₅+R₆)＝R₄R₇且R₃//R₄＝R₅//R₇时输出电流I_L与负载大小无关，I_L＝kV_out，其中k是由R₃～R₆确定的常数，而标校线圈产生的磁场与输出电流之间也满足对应的线性关系，B＝k₂I_L，k₂是由于线圈匝数线圈半径、线圈匝数和真空磁导率确定的常数。因此电流参数计算控制模块计算的输出参数与标校线圈产生的磁场满足线性关系。

所述标校数据存储和处理单元204的作用是存储计算出的对应电流输出参数D0+△，D0-△，D0+2△，D0-2△，D0+3△，D0-3△，……，D0+N△，D0-N△下的对应矢量磁强计输入的测量磁场数据B0，B0’，B1，B1’，……，BN，BN’，这些测量数据是通过如下方式计算得到的：标校控制电路在设置完电流输出参数后将保持一段时间，在本发明的一个实施例中保持1分钟，在此期间将不断从与矢量磁强计的接口中接收数据，但只对中间30秒的数据进行平均处理，这可通过定时器选取，当设置完电流调整参数后，启动定时器，当定时器定时到15秒时开始累加接收到矢量磁场数据，当定时到45秒时计算平均值，最后将得到的平均值减掉Bres，将结果保存到存储单元中，存储单元可使用独立SRAM或FPGA中的FIFO实现。

上述Bres是通过在地面进行试验得到的，试验方法是：调整控制标校电路参数，使标校线圈产生的磁场在标量磁强计在此方向上分解的磁场为0时，在矢量磁强计处测得到磁场(可通过已标定的矢量磁强计在安装位置处测量得到或将待标定的磁强计在地面标定后直接使用待标定磁强计测量的结果得到)，此数据与背景磁场已无关，记为Bres。

所述标校数据存储和处理单元204还需要存储电流输出参数D0+△，D0-△，D0+2△，D0-2△，D0+3△，D0-3△，……，D0+N△，D0-N△下的对应标校线圈在矢量磁强计位置处产生的磁场，这种对应关系可以通过在地面实际测量得到或者根据标校线圈与矢量磁强计之间的距离进行计算得到。将不同电流输出参数下标校线圈在矢量磁强计位置处产生的磁场分别减去Bres后得到Ba0，Ba0’,Ba1,Ba1’……，BaN,BaN’，将其保存到存储单元中。

所述标校数存储和处理单元204在电流参数计算控制模块调整完电流输出参数后(在本实施例中，即将D0+N△，D0-N△设置完成后)，开始计算矢量磁强计的标校参数：比例因子和基值。计算方式可采用最小二乘方法，具体如下：

将矢量磁强计测得并处理后的数据B0，B0’，B1，B1’，……，BN，BN’作为自变量X，将标校线圈产生的标准磁场Ba0，Ba0’,Ba1,Ba1’……，BaN,BaN’作为因变量Y，则自变量和因变量之间关系应为Y＝aX+b，利用如下公式计算出a和b：

其中，

是自变量序列X和因变量序列Y的平均值。a和b即是矢量磁强计的比例因子和基值。

第二接口205也可用双工通信或用两个单工通信的RS422接口实现，一个用于矢量磁强计实时将所测得数据传给标校控制电路，一个用于标校控制电路将计算出的标定结果传回矢量磁强计。

另外，标校控制电路200与卫星平台的载荷控制单元也具有接口，两者之间通过板间接插件连接，两者之间的通信可通过RS422或者CAN总线实现，当标校控制电路将使标量磁强计测得标量磁场为0时，将通知载荷控制控制单元，载荷控制单元将通过指令控制矢量磁强计400开机并进入标校模式。

标量磁强计300可以使用光泵磁强计，待标定的矢量磁强计400使用磁通门磁强计，且磁通门磁强计有标校模式和正常处理模式，两种模式通过卫星平台的载荷控制单元发送指令进行切换。在标校模式下，矢量磁强计将通过与标校控制电路的接口实时将输出的矢量磁场传给标校控制电路。

所述系统在轨实时标定的工作流程为：

1、标校控制电路200和标量磁强计300开机，矢量磁强计400不开机，标量磁强计将输出的标量磁场传输至标校控制电路。

2、标校控制电路200根据标量磁场分解出对应矢量方向的分量磁场Bx，根据其大小调整输出参数，控制标校线圈产生相应的磁场，最终使标量磁强计300测量的磁场为0。记录此时标校控制电路200的输出参数D0。

3、标校控制电路200通知卫星载荷控制平台将矢量磁强计400开机并进入标校模式。在标校模式下矢量磁强计400会将实时测得的矢量磁场数据实时传给标校控制电路200。

4、标校控制电路200以D0为基值，调整输出参数分别为D0+△，D0-△，D0+2△，D0-2△，D0+3△，D0-3△，……，D0+N△，D0-N△。其中D0+N△和D0-N△能够覆盖矢量磁强计的测量范围，每个输出参数保持一段时间。

5、标校控制电路200接收并处理每个输出参数下矢量磁强计400输出的此方向的矢量磁场大小，并对保持时间内的一段数据取平均并减掉Bres，作为此控制输出参数下的矢量磁强计400输出的磁场大小,其中Bres为当标量磁强计300测得磁场为0时标校线圈产生的磁场在矢量磁强计400位置处的磁场，这个值与背景磁场无关，可以在地面上测量确定。将输出参数下对应的处理后的磁场数据B0，B0’，B1，B1’，……，BN，BN’保存。

6、标校控制电路200将输出参数下在矢量磁强计400处实际应该产生的磁场数据Ba0，Ba0’,Ba1,Ba1’……，BaN,BaN’记录保存(在地面测试时已经确定不同输出参数对应产生的磁场大小，此处是对应输出参数下的产生的标准磁场减掉上述的Bres后的值)。

7、将保存的数据B0，B0’，B1，B1’，……，BN，BN’作为自变量X，Ba0，Ba0’,Ba1,Ba1’……，BaN,BaN’作为因变量Y，根据最小二乘法计算此方向的比例因子和基值：Y＝aX+b，其中a为比例因子，b为基值。

8、标校控制电路200将计算出的比例因子和基值传回矢量磁强计400并关机，矢量磁强计400接收到新的比例因子和基值后设置到相应的参数中并保存，然后切换回正常工作模式，后续磁场计算均使用新的比例因子和基值。

本发明公开的矢量磁强计在轨实时标校系统，在需要时可自动完成在轨标校，且标校处理速度快，标定结果精确，标校过程无需人工干预，适应于长寿命工作的矢量磁强计的在轨实时标校。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，包括：

标校线圈(100)、标校控制电路(200)、标量磁强计(300)、矢量磁强计(400)；

所述标校控制电路(200)分别与所述标校线圈(100)、所述标量磁强计(300)、所述矢量磁强计(400)连接；

所述标校控制电路(200)包括第一接口单元(201)、第二接口单元(205)、标校数据存储与处理单元(204)、电流参数计算控制单元(202)、电流源输出单元(203)；

所述标量磁强计(300)通过所述第一接口单元(201)与所述电流参数计算控制单元(202)连接；

所述电流参数计算控制单元(202)分别与所述标校数据存储与处理单元(204)、所述电流源输出单元(203)连接；

所述标校数据存储与处理单元(204)通过所述第二接口单元(205)与所述矢量磁强计(400)连接；

所述电流源输出单元(203)与所述标校线圈(100)连接。

2.根据权利要求1所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述标校控制电路(200)设置在卫星的内部，用于控制标校线圈(100)产生标准磁场，以及计算标校参数；

所述标量磁强计(300)与所述卫星的伸杆连接，用于通过确认所述标准磁场抵消背景磁场时的所述标校控制电路(200)的电路参数，消除背景磁场的影响。

3.根据权利要求2所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述矢量磁强计(400)为待标校的磁强计；

所述矢量磁强计(400)与所述卫星的所述伸杆连接，用于基于所述矢量磁强计(400)的三个方向，通过所述标量磁强计(300)与所述矢量磁强计(400)的角度关系，将所述标量磁强计(400)的标量磁场分解成与所述三个方向一致的分量磁场。

4.根据权利要求3所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述标校线圈(100)包括若干组线圈，其中，所述若干组线圈产生的磁场方向与所述矢量磁强计(400)的所述三个方向一致。

5.根据权利要求3所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述标校控制电路(100)通过调整输出参数控制所述标校线圈(100)在所述矢量磁强计(400)的位置处产生磁场，所述磁场的范围大于所述矢量磁强计(400)的测量量程。

6.根据权利要求5所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述电流源输出单元(203)，包括DAC输出模块、运算求和模块、电压转电流模块；

所述电流参数计算控制单元(202)与所述DAC输出模块连接；

所述DAC输出模块通过所述运算求和模块与所述电压转电流模块连接；

所述电流参数计算控制单元(202)用于通过计算获得所述输出参数，依据所述输出参数，所述DAC模块输出第一电压，所述运算求和模块包括第二电压，所述运算求和模块依据所述第一电压和所述第二电压，获得输出电压，所述电压转电流模块依据所述输出电压，控制所述电流源输出单元的输出电流。

7.根据权利要求6所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述DAC输出模块包括DAC模块和第一运算放大器；

所述DAC模块通过所述第一运算放大器与所述运算求和模块连接。

8.根据权利要求7所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述运算求和模块包括第一电阻R₀、第二电阻R₁、第三电阻R₂、第一电容C₁、第二运算放大器；

所述第一运算放大器通过所述第一电阻R₀分别与所述第二电阻R₁、所述第三电阻R₂、所述第一电容C₁、所述第二运算放大器连接；

所述第二电阻R₁包括第二电阻第一端和第二电阻第二端，所述第二电阻第一端连接有所述第二电压，所述第二电阻第二端分别与所述第一电阻R₀、所述第三电阻R₂、所述第一电容C₁、所述第二运算放大器连接；

所述第三电阻R₂与所述第一电容C₁、所述第二运算放大器并联连接；

所述第二运算放大器的第一输出端与所述电压转电流模块连接。

9.根据权利要求7所述的一种矢量磁强计在轨实时标校系统，其特征在于，

所述电压转电流模块包括第四电阻R₃、第五电阻R₄、第六电阻R₆、第七电阻R₅、第八电阻R₇、第二电容C₂、第三运算放大器；

所述第二运算放大器的所述第一输出端通过所述第四电阻R₃分别与所述第五电阻R₃、所述第二电容C₂、所述第三运算放大器连接；

所述第五电阻R₄与所述第二电容C₂、所述第三运算放大器并联连接；

所述第三运算放大器的反向输入端分别与所述第四电阻R₃、所述第五电阻R₄、所述第二电容C₂连接；

所述第三运算放大器的正向输入端分别与所述第七电阻R₅、所述第八电阻R₇连接；

所述第三运算放大器的第二输出端分别与所述第五电阻R_4、所述第二电容C₂、所述第六电阻R₆连接；

所述第六电阻R₆通过所述第七电阻R₅与所述第八电阻R₇连接；

所述电压转电流模块的第三输出端分别与所述第六电阻R₆、所述第七电阻R₅连接。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的一种矢量磁强计在轨实时标校方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.关闭所述矢量磁强计(400)，开启所述标校控制电路(200)和所述标量磁强计(300)，所述标校控制电路(200)控制所述标校线圈(100)产生所述标准磁场，将所述标量磁强计(300)输出的所述标量磁场传输至标校控制电路(200)；

S2.所述标校控制电路(200)根据所述标量磁场分解出对应矢量方向的所述分量磁场，根据所述分量磁场的大小调整输出电流，控制所述标校线圈(100)的所述标准磁场，使标量磁强计(300)测量的磁场为0，记录所述标校控制电路的输出参数和基于所述标校线圈(100)对应的所述矢量磁强计(400)的第一磁场；

S3.所述标校控制电路(200)控制所述卫星的载荷控制平台将所述矢量磁强计(400)开机并进入标校模式；

S4.所述标校控制电路(200)以所述输出参数为基值，基于所述矢量磁强计(400)的测量范围，调整所述输出参数，其中，每个输出参数具有相同的持续时间；

S5.所述标校控制电路(200)接收并处理所述每个输出参数对应的所述矢量磁强计(400)的输出方向的第二磁场大小，并取平均值并减掉所述矢量磁强计(400)的所述第一磁场，获得基于所述每个输出参数对应的所述矢量磁强计(400)的第一磁场数据；

S6.基于所述每个输出参数，所述标校控制电路(200)获得所述矢量磁强计(400)的实际产生的数据减去所述第一磁场，获得第二磁场数据；

S7.基于所述第一磁场数据和所述第二磁场数据，通过最小二乘法计算所述输出方向的比例因子和基值；

S8.所述标校控制电路(200)将所述比例因子和基值传回所述矢量磁强计(400)并关闭矢量磁强计(400)，所述矢量磁强计(400)依据所述比例因子和所述基值进行参数设置后，将所述矢量磁强计(400)切换回正常工作模式，所述矢量磁强计(400)依据所述比例因子和所述基值进行工作。