[发明专利]地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的建模方法

说明书

本发明提供了一种地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的建模方法，包括太阳光强度系数得出步骤，得到卫星所在位置的太阳光照强度系数；太阳光强度模型建立步骤，建立太阳光强度模型；两轴电流输出模型建立步骤，建立两轴太阳敏感器有效测角范围内的电流输出模型；滚动电流输出模型建立步骤，建立滚动方向太阳入射角超出有效测角范围时的电流输出模型；俯仰电流输出模型建立步骤，建立俯仰方向太阳入射角超出有效测角范围时的电流输出模型。本发明方法面向工程实际，综合考虑了星‑日距离以及地球、月球遮挡对太阳光照强度的影响，建立了精确的两轴太阳敏感器电流输出模型。

技术领域

本发明涉及空间飞行器总体技术和试验与测试技术领域，具体地，涉及一种地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的建模方法。

背景技术

太阳敏感器是以太阳为基准方位，用以测量太阳光线同星体内某一预定的体轴或坐标面之间的夹角。由于太阳是一个非常明亮的点光源，易于敏感与识别，给敏感器的设计和姿态确定算法的制定带来极大方便，因此太阳敏感器成为各种航天器首选的姿态敏感部件。太阳敏感器不但可用于星体姿态的测量，而且可直接用于太阳电池阵的定位与星敏感器的保护等。根据工程中的技术要求，太阳敏感器的视场可设计为几分的小视场到128°×128°的大视场，分辨率可达到秒的量级。

太阳敏感器有三种基本类型：太阳出现敏感器(0-1式太阳敏感器)，输出信号是恒定的，用以表示太阳是否出现在视场内；模拟式太阳敏感器，输出信号是太阳角的连续函数；数字式太阳敏感器，输出信号是太阳角的编码形式的离散函数。卫星姿态太阳捕获、定向与太阳阵对日跟踪直接关系到卫星能源安全，需在地面充分测试和验证。

申请号为2015106168439的专利公开了一种双轴微型模拟式太阳敏感器，由光电组件和主体结构组成。光电组件包括掩膜玻璃、掩膜玻璃安装板、硅光电池、陶瓷基座、基座安装板、支撑螺钉和锥形螺母。主体结构包括外壳、密封垫、后盖和电连接器。太阳光线透过掩膜玻璃通光孔入射到硅光电池受光面上，硅光电池各检测光敏区域输出不同的光生电流，进而解算出太阳矢量两轴方位角；当太阳矢量方位角超出太阳敏感器视场时，与超视场方向对应的监测光敏区域因受到光照而输出光生电流，从而给出超视场边界指示。该敏感器可在双轴大视场范围内实现太阳矢量角的高精度测量，并具有模块化、轻量化的设计特点，可充分满足未来卫星平台微小型化、智能化的发展趋势，具有广泛的应用前景。上述发明详细描述了该敏感器的组成结构与工作原理，但未涉及地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的方法。

申请号为2017103386430的专利公开了一种两轴纳型精太阳敏感器，所述太阳敏感器包括限束板、底座、电路板和微型接插件；其中，所述限束板中心设置台阶式孔，供太阳光穿过；所述限束板固定在底座上；所述电路板和微型接插件固定在限束板与底座之间。本发明的两轴纳型精太阳敏感器具有结构简单、重量轻、体积小、功耗低的特点，同时具有易于安装和校准装调；可靠性高，抗航天应力能力强，测量精度高的优点。上述发明详细描述了该敏感器的组成结构与工作原理，但未涉及地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的方法。

发明内容

针对现有技术中的缺少地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的方法的缺陷，本发明的目的是提供一种地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的建模方法。

根据本发明提供的一种地面模拟两轴太阳敏感器电流输出的建模方法，包括如下步骤：

太阳光强度系数得出步骤：根据卫星轨道参数计算卫星、太阳的相对关系，得到卫星所在位置的太阳光照强度系数；

太阳光强度模型建立步骤：根据卫星轨道参数计算卫星、地球、月球、太阳之间的相对关系，判断卫星是否位于地影区或者月影区，若卫星位于地影区，则对太阳光强度系数进行修正，并建立地影区太阳光照强度模型；若卫星位于月影区，则对太阳光强度系数进行修正，并建立月影区太阳光照强度模型；若卫星不位于地影区和月影区，则不对太阳光照强度系数进行修正，建立无修正太阳光强度模型；