[发明专利]一种基于在轨遥测数据的卫星温度获取方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星热控技术领域，涉及一种卫星在轨飞行温度获取方法。

背景技术

目前，卫星温度的获取和预测通常采用热分析的方法，该方法基于卫星总体布局与传热学理论基础而建立的热分析模型，只适应于设计、地面试验阶段具有确定边界条件的卫星稳态热分析验证。

随着卫星在轨飞行时间推移，将会出现如下的不确定性：

1)卫星表面热控涂层(OSR、多层及热控漆等)的热物性性能出现退化，其在轨性能退化真实规律不可预测；

2)星上设备热耗散随着工作效率的下降而增大，其变化量级不确定；

3)有效载荷系统设备工作模式因用户使用工况随机变化，且设备热容未知；

4)卫星运行目标轨道控制允许存在偏差。

上述不确定因素在很大程度上将直接影响卫星在轨实际飞行温度瞬时变化，因此应用热分析模型预计卫星在轨飞行温度将会引起不可预估的计算误差。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星温度获取方法，利用有限的卫星热控边界温度遥测数据准确刻画整星的飞行温度，解决在轨飞行阶段卫星温度准确获取和预估的难题。

本发明的技术解决方案是：一种基于在轨遥测数据的卫星温度获取方法，步骤如下：

(1)选取卫星热控边界温度遥测参数作为基准温度，所述的基准温度分为主体基准温度和个体基准温度两类，所述的主体基准温度为卫星结构板内表面的遥测温度，所述的个体基准温度为星体内、外采取自主控温设备的遥测温度，以及星内采取隔热设计且其温度具有相对独立变化规律的设备的遥测温度；

(2)确定主体基准温度控制域和个体基准温度控制域，其中主体基准温度控制域是以主体基准温度测温点所在结构板位置坐标为几何中心，以其所在的热管网络或以舱板温度梯度小于设定值的温度场域；个体基准温度控制域是由全部个体基准温度构成的温度场域；其中，主体基准温度控制域中除自主控温及其温度具有相对独立变化规律设备外的设备温度为主体基准温度控制域的元素，个体基准温度控制域中每个设备的基准温度为个体基准温度控制域的元素；

(3)对于主体基准温度控制域，利用卫星历史遥测数据，计算各主体基准温度控制域内元素与该主体基准温度控制域的主体基准温度的差值，形成卫星温度关系数值矩阵；利用公式Tmbj,t=ΔQoutσϵjAj+(Tmbj,0+273.15)44-273.15]]>推算下一时刻主体基准温度控制域的主体基准温度，并利用卫星温度关系数值矩阵获取下一时刻主体基准温度控制域中各元素的预测温度，式中T_mbj，t为温度域j的基准温度t时刻预示温度，T_mbj，0为温度域j的基准温度初始时刻遥测数据，ΔQ_out为温度域j吸收的空间外热流增量，σ为玻尔兹曼常数，ε_j为温度域j的朝向深冷空间外表面的半球发射率，A_j为温度域j的表面积；

(4)对于个体基准温度控制域，利用遥测方式实时获取个体基准温度控制域中各元素的温度；由每个个体基准温度变化规律周期的对应时刻历史遥测数据的算术平均值形成个体基准温度域中各元素的基本样条周期数据，利用基本样条周期数据拟合下一周期对应时刻的个体基准温度域各元素的预测温度。