CN204056318U - 一种适用于gnss掩星探测的卫星结构 - Google Patents
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Abstract
一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构，包括卫星本体，卫星本体采用板架式箱体结构，包括底板、顶板、前、后侧板、左、右侧板，各板之间刚性连接，底板外表面对地方向，前侧板、后侧板外表面垂直于轨道面方向；左侧板外表面对卫星飞行方向；卫星本体内部平行于底板方向设有一中隔板，中隔板将卫星本体分为底舱和顶舱；底舱内部垂直于底板方向设有一第一竖隔板，第一竖隔板将底舱分为第一子底舱和第二子底舱；顶舱内部平行于第一竖隔板方向设有一第二竖隔板，第二竖隔板将顶舱分为第一子顶舱和第二子顶舱；第一竖隔板分别与中隔板、底板刚性连接，第二竖隔板分别与中隔板、顶板刚性连接，形成双工字型主承力结构，传递卫星本体的对地方向和垂直于轨道面方向的载荷。
Description
技术领域
本实用新型涉及航天技术中卫星技术领域，尤其涉及一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构。
背景技术
全球导航卫星系统(GNSS)无线电掩星技术是指：利用处于地面的GNSS接收机或搭载在低地球轨道飞行器上的GNSS接收机接收到来自某颗GNSS卫星播发的无线电信号，并记录下无线电信号的相位和振幅等信息。当GNSS接收机与GNSS卫星连线擦过地球表面时，就构成了一次掩星事件, 利用这次掩星过程中记录下无线电信号的相位和振幅等信息，加上GNSS卫星的轨道等约束信息，可以反演出地球大气温度、气压、水汽气压和电离层电子密度等参数。
现有的探测卫星一般采用展开型的太阳能帆板结构。太阳能帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。在卫星入轨之前，太阳能帆板折叠固定在卫星本体的两侧。在升空阶段，为了使它们免受迎面空气动力流的作用，太阳能帆板折叠收藏在整流罩内，直到卫星进入预定轨道后才展开。由于卫星上的许多试验仪器装置都依赖电力作为能源，因此太阳能帆板能否正常展开是卫星飞行中一个关键动作。尽管太阳帆板采用了大量先进技术，然而，由于结构相对复杂，在太空中展开时仍会面临一定的风险。
因此，需要开发出一种可适应严酷的运载力学环境、结构简单、可靠度高的适应GNSS掩星探测的卫星结构构型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构，可适应严酷的运载力学环境、结构简单且可靠度高。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构，包括卫星本体，所述卫星本体采用板架式箱体结构，包括底板、顶板、前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板，各板之间刚性连接，所述底板外表面对地方向，所述前侧板、后侧板外表面垂直于轨道面方向；所述左侧板外表面对卫星飞行方向；所述卫星本体内部平行于底板方向设有一中隔板，所述中隔板将所述卫星本体分为底舱和顶舱；所述底舱内部垂直于底板方向设有一第一竖隔板，所述第一竖隔板将所述底舱分为第一子底舱和第二子底舱；所述顶舱内部平行于第一竖隔板方向设有一第二竖隔板，所述第二竖隔板将所述顶舱分为第一子顶舱和第二子顶舱；所述第一竖隔板分别与所述中隔板、所述底板刚性连接，所述第二竖隔板分别与所述中隔板、所述顶板刚性连接，形成双工字型主承力结构，传递所述卫星本体的对地方向和垂直于轨道面方向的载荷。
进一步，所述第一子底舱、第二子底舱、第一子顶舱以及第二子顶舱形成4个箱形次承力结构，传递垂直于轨道面方向以及卫星飞行方向的扭转载荷。
进一步，所述底板和所述后侧板为散热面，所述顶板、前侧板、左侧板以及右侧板的外表面均布贴太阳电池片。
进一步，所述卫星本体为长方体。
进一步，所述顶板外表面设有一定位接收天线、一对天测控天线以及一磁强计探头；所述左侧板以及右侧板的外表面均设有一掩星探测卫星接收天线以及一推进系统喷嘴；所述前侧板的外表面设有一太阳敏感器；所述底板外表面设有一对地测控天线以及释放机构，所述卫星结构通过所述释放机构与火箭连接锁定并提供释放速度。
本实用新型的优点在于：通过采用了双“工”字型结构方案，主承力结构和次承力结构相结合的设计工艺使得卫星结构可适应严酷的运载力学环境。采用了体装式太阳电池，简化了卫星结构设计、增加了卫星设计可靠度。通过在卫星结构上配置微型推进系统，满足多卫星组网观测时的自身变轨的任务要求，提高了卫星的功能密度比。
附图说明
图1，本实用新型所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构的卫星本体分解示意图；
图2A-2B，本实用新型所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构的星外单机布局示意图；
图3，本实用新型所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构的在轨飞行状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构的具体实施方式做详细说明。
参考图1，本实用新型所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构的卫星本体分解示意图。所述卫星本体采用板架式箱体结构，包括底板11、顶板12、前侧板13、后侧板14、左侧板15以及右侧板16，各板之间刚性连接。
为了方便说明，将所述卫星结构的坐标系定义为：在卫星与运载分离后，原点在卫星适配器上框分离面中心，Z轴正方向对地，X轴正方向指向卫星飞行方向，Y方向垂直于轨道面，Y方向与X、Z方向构成右手直角坐标系。则所述底板11外表面对地即对Z轴正方向，所述顶板12外表面对Z轴负方向；所述前侧板13外表面垂直于轨道面方向即对Y轴负方向，所述后侧板14外表面对Y轴正方向；所述左侧板15外表面对卫星飞行方向即对X轴正方向，所述右侧板16外表面对X轴负方向。
所述卫星本体内部平行于底板方向（也即垂直Z轴方向）设有一中隔板17，所述中隔板17将所述卫星本体分为底舱（+Z舱）和顶舱（-Z舱）。所述中隔板17分别与前侧板13、后侧板14、左侧板15以及右侧板16刚性连接。
所述底舱内部垂直于底板方向（也即垂直Y轴方向）设有一第一竖隔板18，所述第一竖隔板18将所述底舱分为第一子底舱（+Z、-Y侧舱）和第二子底舱（+Z、+Y侧舱）。所述顶舱内部平行于第一竖隔板方向（也即垂直Y轴方向）设有一第二竖隔板19，所述第二竖隔板19将所述顶舱分为第一子顶舱（-Z、-Y侧舱）和第二子顶舱（-Z、+Y侧舱）。其中，所述第一竖隔板18与所述第二竖隔板19可以位于同一平面上，也可以位于相互平行的两个平面上。
所述第一竖隔板18分别与所述中隔板17、所述底板11刚性连接，形成工字型主承力结构；所述第二竖隔板19分别与所述中隔板17、所述顶板12刚性连接，形成工字型主承力结构；双工字型主承力结构传递所述卫星本体的对地方向（Z向）和垂直于轨道面方向（Y向）的载荷。
所述第一子底舱、第二子底舱、第一子顶舱以及第二子顶舱形成4个箱形次承力结构，也即第一、第二竖隔板、中隔板和前、后侧板、左、右侧板相应刚性连接后，形成4个箱形作为整星的次承力结构，传递垂直于轨道面方向（Y向）以及卫星飞行方向（X向）的扭转载荷。
通过采用了双“工”字型结构方案，主承力结构和次承力结构相结合的设计工艺使得卫星结构可适应严酷的运载力学环境。
作为可选的的实施方式，所述底板11和所述后侧板14为散热面，所述顶板12、前侧板13、左侧板15以及右侧板16的外表面均布贴太阳电池片10。也即，太阳电池阵采用体装的形式，入轨后，左侧板15以及右侧板16（±X向）、前侧板13（-Y向）和顶板12（-Z向）不同程度都能照到阳光。与一般卫星采用展开型的太阳能帆板结构不同，本实用新型采用了体装式太阳电池，简化了卫星结构设计、增加了卫星设计可靠度。
作为可选的的实施方式，所述卫星本体为长方体。根据卫星结构的构型、电池片的贴片面积、仪器设备布局，确定整星尺寸为：
本体尺寸：318mm×318mm×620mm；
发射时包络尺寸为：589mm×388.5mm×824mm（Φ706mm×824mm）；
在轨时包络尺寸为：589mm×388.5mm×778mm（Φ706mm×778mm）。
作为优选的的实施方式，在本实用新型所述的卫星结构上配置微型推进系统。参考图2A及2B，本实用新型所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构的星外单机布局示意图。在所述卫星结构的所述顶板12外表面设有一定位接收天线21、一对天测控天线22以及一磁强计探头23。所述左侧板15以及右侧板16的外表面均设有一掩星探测卫星接收天线24以及一推进系统喷嘴25。所述前侧板13的外表面设有一太阳敏感器26，所述太阳敏感器26可设置在所述前侧板13靠近顶板12位置。所述底板11外表面设有一对地测控天线27以及释放机构28；所述卫星结构通过所述释放机构28与火箭连接锁定并提供释放速度。释放后所述适用于GNSS掩星探测的卫星结构在轨飞行状态如图3所示。
通过在卫星结构上配置微型推进系统，满足多卫星组网观测时的自身变轨的任务要求，提高了卫星的功能密度比。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种适用于GNSS掩星探测的卫星结构，包括卫星本体，其特征在于，
所述卫星本体采用板架式箱体结构，包括底板、顶板、前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板，各板之间刚性连接，所述底板外表面对地方向，所述前侧板、后侧板外表面垂直于轨道面方向，所述左侧板外表面对卫星飞行方向；
所述卫星本体内部平行于底板方向设有一中隔板，所述中隔板将所述卫星本体分为底舱和顶舱；
所述底舱内部垂直于底板方向设有一第一竖隔板，所述第一竖隔板将所述底舱分为第一子底舱和第二子底舱；
所述顶舱内部平行于第一竖隔板方向设有一第二竖隔板，所述第二竖隔板将所述顶舱分为第一子顶舱和第二子顶舱；
所述第一竖隔板分别与所述中隔板、所述底板刚性连接，所述第二竖隔板分别与所述中隔板、所述顶板刚性连接，形成双工字型主承力结构，传递所述卫星本体的对地方向和垂直于轨道面方向的载荷。
2.根据权利要求1所述的卫星结构，其特征在于，所述第一子底舱、第二子底舱、第一子顶舱以及第二子顶舱形成4个箱形次承力结构，传递垂直于轨道面方向以及卫星飞行方向的扭转载荷。
3.根据权利要求1所述的卫星结构，其特征在于，所述底板和所述后侧板为散热面，所述顶板、前侧板、左侧板以及右侧板的外表面均布贴太阳电池片。
4.根据权利要求1所述的卫星结构，其特征在于，所述卫星本体为长方体。
5.根据权利要求1所述的卫星结构，其特征在于， 所述顶板外表面设有一定位接收天线、一对天测控天线以及一磁强计探头； 所述左侧板以及右侧板的外表面均设有一掩星探测卫星接收天线以及一推进系统喷嘴； 所述前侧板的外表面设有一太阳敏感器； 所述底板外表面设有一对地测控天线以及释放机构，所述卫星结构通过所述释放机构与火箭连接锁定并提供释放速度。
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