成为低轨道卫星社区的长寿冠军!如何实现五年高分的高生活

时间:2019-04-05 02:58:08 来源:安海信息网 作者:匿名
  

原标题:成为低轨道卫星社区的长寿冠军!如何实现八年预期的高分?

作为世界上第一个全面的气象和地面高光谱观测卫星,清晨发射的5分高分,不仅有一双“眼睛”,而且有望成为中国“最长寿命”的低轨道卫星。与设计寿命仅为3至5年的低轨道卫星相比,高分卫星5是中国第一颗低轨道高光谱卫星,具有8年的设计寿命要求。

如何让高子5号拥有“好身材”,成为卫星行业的“长寿”?对于姿态控制系统,卫星的设计寿命由传感器和执行器的工作寿命保证。为了在系统硬件设计和系统设计的基础上达到高等级的5年和8年设计寿命要求,上海航天控制研究所的高点位置控制系统开发团队可以说是努力工作。在初始样本开始时进行了一系列生命设计和分析工作。

陀螺仪是卫星姿态和轨道控制的核心。现有的半液浮式双陀螺组合设计寿命为3年,两种产品的继电器使用可保证6年的使用寿命,但与8年的使用寿命仍有一定差距。此外,卫星通常必须通过冗余设计实现更高的可靠性目标。研究零动量方案以减少对陀螺仪组合的依赖性成为必须打开的道路。 “使用陀螺组合进行姿态测量,我们可以得到卫星的角速度数据,但事实上,这些数据可以用其他方法计算,”导演牛锐说。基于这一理念,开发团队优化了系统的运行模式,设计了无陀螺动态递归方案。 “事实上,它是一种通过一些已知数据计算卫星姿态数据的算法。”牛锐解释道。

当卫星首次进入轨道时,三组陀螺仪组合开启,另一组设置为备用,有效地保证了卫星在轨道时的姿态精度。当卫星处于稳态操作时,可以关闭陀螺仪,并且通过无陀螺动态姿势递归来执行姿态确定。无陀螺动态姿态递归方案的应用有效地减少了陀螺仪的在轨时间,降低了卫星姿态控制对陀螺仪的依赖性,从而解决了陀螺仪寿命限制卫星寿命的问题。 “只有优化系统设计,我们才能确保卫星在使用现有的独立产品时满足8年的设计寿命要求。它也被认为是“旧瓶装新酒”,效果非常好。“牛锐说。同时,高分卫星5用作高分辨率地面感应低轨卫星。其光学负载要求卫星具有高姿态精度和轨道精度。

通过两项新技术的应用,姿态控制系统的开发团队实现了低轨道卫星控制精度的提高。通过理论分析和仿真,团队完成了扰动力矩的精确拟合。 “无法测量实际干扰扭矩,但我们可以使用该模型进行拟合。如果拟合常数值,则误差会更大,但如果我们使用高阶正弦信号拟合,我们将获得更准确的干涉扭矩。 “设计师刘川解释说,”这就像前馈补偿一样,作为前馈补偿,就像一个幅度相同但方向相反的扭矩,这恰好抵消了干扰扭矩对卫星的影响。利用这项技术,开发团队成功地将卫星姿态控制精度提高到0.008度,比指数要求高一个数量级。

高分数5采用的高光谱遥感技术需要拼接卫星每个圆圈拍摄的表面照片,这需要卫星的轨道高度在通过相同位置时保持基本相同。为实现这一目标,开发团队提出了“轨道走廊维护技术”。 “简单地说,就是设定卫星轨道高度的阈值。当卫星理论轨道高度的偏差超过该阈值时,螺旋桨自动启动并喷射少量气体,以便小幅调整轨道高度。因此,卫星轨道可以保持在一定的精度范围内,就像在有条件的道路上行驶的汽车一样,“刘川说。”在高分5号,轨道维护精度要求为100米。轨道走廊保持技术,指??标可达10米。生活和精度的双重改善有效地保证了高分辨率5地球观测能力的高光??谱分辨率,并将继续确保中国的环境综合监测研究,土地资源勘探和气候变化。