一种基于STK的地平仪数值仿真方法

介绍了红外 地平仪探头的布局和姿态解算公式,然后提出了一种利用卫星工具包软件(Satellite Tool Kit, STK)建立地平仪仿真模型的方法。利用 该模型对地平仪进行了动态仿真并获取了探测图像。最后,利用获取图像解算出了卫星姿态并给出 了不同工况下的仿真结果。该方法可以在项目开发早期帮助确定地平仪方案,以避免不必要的 重复工作。     

面阵焦平面静态地平仪

地平仪按照工作方式可以分为动态和静态两种地平仪. 静态地平仪的工作方式类似于人的眼睛,它是典型的焦平面技术的应用;它将多个探测元放在光学系统焦平面上,通过对投影在焦平面上的地球红外辐射图像的响应计算地球方位.和动态地平仪比较,静态地平仪在功耗、重量、外型尺寸方面保持绝对优势;同时因为静态地平仪没有转动部件,不存在电机的不稳定性对精度的影响,且可靠性比动态地平仪高.     

红外面阵焦平面静态地平仪

本文对红外静态地平仪的工作原理、国内外研究状况和关键技术等进行了分析，并在此基础上提出了一种基于面阵焦平面器件和高速信息处理电路技术的红外面阵焦平面静态地平仪的实施方案。     

一种微小型红外地平仪的系统设计

介绍了一种基于FPGA的红外地平仪系统的设计方案。该系统以非致冷型红外焦平面作为探测器,以FPGA为主处理器,采用双探头的方式探测地平圆。与传统的红外地平仪相比,这种系统具有小型化和功耗低等特点,适合于在微纳卫星平台上使用。     

基于电机转速的红外地平仪测量误差研究

针对双圆锥扫描式红外地平仪因无刷直流扫描电机转速不均匀造成的姿态角测量误差进行了研究。通过对无刷直流电机结构特性与电特性进行分析,建立了电机转速数学模型,根据电机转速数学模型及红外地平仪扫描地球获取的信号的特性,推导出电机转速不均匀造成的姿态角测量误差计算数学模型。由姿态角测量误差计算数学模型可计算出航天器姿态角测量误差,通过星载计算机软件预设或地面计算机上行注数实现航天器姿态角测量结果的实时补偿。推导的红外地平仪姿态角测量误差计算数学模型可以为在轨运行航天器姿态的高精度测量与控制提供保证。     

静态红外地平仪大角度测量模型及误差研究

卫星姿态变化时,静态红外地平仪的成像面与地平圆之间的夹角也会随着变化,因此会造成地平圆在地平仪成像面上成像的变化,进而导致地平仪大角度测量误差增大。为解决此问题,建立了随卫星姿态变化时地平圆在静态外红地平仪成像面上的成像模型,通过STK仿真对该模型进行验证,并给出了一种基于该模型的地平仪测量误差校正的方法,为卫星姿态测量与控制提供补偿和精度保证。     

基于匹配滤波的静态红外地平仪信息处理方法

针对国内静态红外地平仪探测器信噪比较低,传统地平检测方法定姿精度不高的现状,基于典型的静态地平仪设计,在分析探测器采样信号序列全局特征的基础上,设计了一套基于匹配滤波的信息处理算法,经仿真验证可以有效提高地平仪的定姿精度.     

地平仪用薄膜型红外热敏探测器的制备研究

红外地平仪是卫星姿态控制系统的重要设备之一,而热敏电阻红外探头又是 红外地平仪的一个关键部件,其质量会直接影响地平仪的性能和可靠性。随着近代空间技术的 不断发展,下一代红外地平仪对研制高可靠性、长线列的红外热敏探测器的需求日益迫切。近 年来,人们采用化学溶液法在制备锰钴镍氧(Mn-Co-Ni-O或MCN)薄膜材料方面取得了突破。该材料的 致密性远远超过陶瓷体材料,可以为长寿命、高可靠性的热敏器件提供一个很好的解决方案。而MCN 薄膜型探测器的类微电子制备技术也为实现长线列的多元热敏探测器奠定了基础。采用微 电子工艺制作了地平仪用锰钴镍薄膜型红外热敏探测器,并对其中的一些关键工艺(如刻蚀和 退火等)进行了颇有裨益的研究。这些新工艺和新方法对于实现薄膜热敏红外探测器在我国空间观测与遥感技术领 域的工程应用以及提高红外地平仪的可靠性和使用寿命都有着重要意义。     

红外地平仪电机电流遥测数据波动现象研究

对某型号卫星红外地平仪用直流无刷电机在卫星测试过程中出现的电机电流遥测数据波动现象进行了研究。该红外地平仪选用的直流无刷电机具有低转速、小负载特性。通过对该型直流无刷电机的稳速驱动电路进行分析,根据电路锁相工作原理,阐明了电机电流遥测数据波动现象的成因。机理分析表明,直流无刷电机电流遥测数据波动现象是由于电机换相时产生的电流尖峰被采样电路采样到所致,不影响电机的安全可靠工作,也不影响产品在地面及在轨工作的使用寿命。通过对采样信号生成软件进行优化,可有效避免电机电流遥测数据波动现象。     

静态红外地平仪技术分析

本文对静态红外地平仪的工作原理、国内外研究状况和关键技术等进行了分析，并在此基础上提出了一种适合小卫星静态红外地平仪的信号获取和处理方案。用焦平面红外热探测器对地球红外热特性进行采集和用大规模可编程器件FPGA进行信号控制和进行简单的运算，能较好地满足我们的需要。     

具有自检和自保护功能的地平仪测控机箱

地平仪是一套反映飞机飞行姿态的机栽设备。测控机箱是地平仪自动测试系统的核心部件。它采用单片机、CPLD、继电器阵列、传感器等对地平仪系统的多路交直流电源进行切控,并对多路电压、电流、电阻等参数进行测量。测控机箱与主机间通过RS232通信,其测量阵列具有自检和自保护功能。     

静态红外地平仪的光学系统优化设计

分析了静态红外地平仪对卫星姿态测量的影响因素,发现测量误差主要来源于冷云的干扰,为了避开冷云的干扰,减少测量误差,又不使地平仪系统所接收的地球辐射能量太低,需要对光学系统重新进行优化设计。通过重新选择光学波段,并加大光学系统的通光口径,实现了光学系统的优化设计,对优化后系统进行分析计算,相对于优化前,系统所接收到的地球辐射总能量最多降低5%,但冷云的干扰却减少了30%。结果表明光学系统的优化设计将会大大提高静态红外地平仪对卫星姿态的测量精度。     

一种地平仪自动测试系统

地平仪是一套反映飞机飞行姿态的重要的机载设备。文章介绍了一种利用计算机测控技术研制的地平仪自动测试系统,详细描述了系统的功能和总体结构,给出了软、硬件设计方法和一些关键测试技术。该系统已经投入使用,具有测试精度高、操作简明和智能化等特点。     

预测、限制和减轻由红外地平仪引起的卫星姿态干扰

本发明与在倾斜的椭圆轨道中运行并使用红外地平仪测定卫星横滚和俯仰姿态基准的地球卫星有关。这种卫星所用的红外地平仪是利用地球画面上的许多条扫描线来确定卫星的位置的。然而，来自这些扫描线的红外数据有时会遇到‘些不希望有的干扰。这种干扰被称为“地球辐射干扰事件”，它们会改变输入到卫星姿态控制分系统中的扫描线的尺度，从而造成卫星在俯伸和横滚轴线上产生指向错误。     

红外焦平面静态地平仪地面检测方法研究

本文针对红外焦平面静态地平仪的探测原理,就该地平仪的探测目标(地球及空间背景)在几何空间、辐射光谱及能量等物理层面的模拟方法进行了详细讨论,并在此基础上提出了设计带有大视场准直光学系统的地球模拟器和精密转台的地面测试方案.     

中科院上海技物所两台姿轨控单机成功应用于创新一号04星

正据www.sitp.ac.cn网站报道,9月4日8时15分,创新一号04星在酒泉发射升空并顺利进入预定轨道。上海技物所研制的静态红外地平仪和模拟太阳敏感器成功实现在轨工作,各项遥测数据正常,工作稳定。上海技物所研制的静态红外地平仪采用光、机、电一体化设计结构,通过4个光学成像镜头凝视观测地球红外地平圆的4个边界,并在线阵列探测器上对其进行成像;然后再通过信息获取和处理实现对卫星滚动和俯仰姿态的测量。静态红外地平仪没有扫描机构,具有体积小、重量轻、功耗低、寿命长以及可靠性高等特点。该产品已连续在创新一号01     

一种提高红外地平仪确定卫星姿态精度的方法

红外地平仪提供了卫星星体相对于地球的姿态测量信息.受它在星体上安装精度限制、测量系统噪声和在轨期间星体质量分布变化的影响,直接使用红外测量值进行姿态计算会引入上述误差.如果只采用红外测量的差分值进行姿态计算,再通过滤波,就可以消除上述误差后得到高精度卫星姿态,这种方法充分利用了地球同步在轨卫星位置定点和姿态指向特性,对在轨运行卫星进行长时间姿态确定和实际控制结果表明该方法得到的姿态精度高于0.01°,显著提高了红外定姿精度.     

线阵静态红外地平仪新型地球模拟器

新型红外地球模拟器作为线阵静态红外地平仪研制的保障条件之一,对其进行地面的检测和标定。为保证线阵静态地平仪的研制精度,需要地球模拟器为线阵静态红外地平仪提供高精度地平辐射的等效模拟信号,以检测线阵静态红外地平仪的性能,而地球模拟器的仿真精度取决于其光学系统,通过对地球模拟器二次光学系统进行设计,以及进行温度控制,其温度控制精度、姿态角仿真精度均能达到设计要求。新型地球模拟器姿态角实现0.1°仿真精度,保证了线阵静态红外地平仪像元分辨率的测试要求。     

红外地平仪的等效瞬时视场概念

圆锥扫描式红外地平敏感仪(下面简称地平仪)是用来提供卫星对地姿态偏差的仪器。地平仪使用了浸没型热敏电阻探测器。为了获得较大的系统信噪比,系统的瞬时视场设计得较大,以至大于太阳立体角。当地平仪受到太阳干扰时,地平仪所检测到的太阳角值要比实际张角大得多。本文对这个现象进行了分析。     

长波红外地平仪的无热化光学系统设计与实现

长波红外地平仪光学系统受空间应用环境的影响很大,环境温度的变化会引起光学系统的离焦效应,通过理论计算长波红外光学系统的温度适用范围,光学设计结果仿真在该温度范围内光学系统的成像质量,实际光机结构设计时考虑到光学系统的离焦补偿,实现长波红外光学系统的无热化设计.