[发明专利]一种用于面阵静态红外地球敏感器的高精度地球模拟器

说明书

本发明公开了一种用于面阵静态红外地球敏感器的高精度地球模拟器，该设备包括地球红外辐射模拟单元、姿态模拟单元及系统控制单元。地球红外辐射模拟单元通过调整热板和冷光阑的红外辐射差进行模拟；并通过更换不同孔径冷光阑模拟轨道高度的变化；姿态模拟单元通过带动红外辐射模拟单元转动进行姿态角度变化的模拟，系统控制单元通过旋转轴上安装的角度编码器实时测量转台的转角，采用闭环控制的方式及时纠正角度反馈值和转台设定值之间的偏差，精确仿真卫星姿态角的变化，实现红外地球敏感器在地面上的高精度测量和标定。本发明优点在于：模拟器的通用性强、稳定性好，精度高。

技术领域

本发明涉及星载面阵静态红外地球敏感器的地面测试设备。具体涉及一种用于面阵静态红外地球敏感器检测手段，新型模拟地球辐射源的产生方法。

背景技术

卫星姿态控制系统中会用到红外地球敏感器，其通过测量地球与太空的红外辐射差来获取航天器的姿态信息，此外，卫星发射过程中捕获地球、在过渡轨道对地球定位等功能都由红外地球敏感器负责。红外地球敏感器在卫星上非常重要，其性能和精度将直接影响卫星在轨道上的工作状态。

为了对地球敏感器进行性能测试及精度标定，必须在地面上为其开发一套专用的性能测试设备，即地球模拟器。地球模拟器是在地面上标定地球敏感器精度的试验设备，是地球敏感器研制和生产中不可缺少的实验设备。其可以模拟出红外地球敏感器在不同轨道、不同姿态下运行时看到的地球红外图像，实现地球敏感器性能指标的地面测试评估。

发明内容

本发明提供一种用于面阵静态红外地球敏感器的高精度地球模拟器，其为面阵静态红外地球敏感器提供地球红外辐射模拟和姿态模拟，是红外地球敏感器专用地面检测设备。

本发明它包括地球红外辐射模拟单元1、姿态模拟单元2和系统控制单元3。其中：

所述地球红外辐射模拟单元1中薄膜加热片1-3采用航天工艺贴在热板1-5上，加热片压板1-4覆盖于薄膜加热片1-3上通过螺钉与热板1-5连接固定，热板1-5通过螺钉与隔热板1-2连接固定，隔热板1-2通过隔热柱与外圈1-1螺钉连接固定，外圈1-1通过隔热柱1-6与冷光阑1-7螺钉连接固定，冷光阑固定板1-8通过螺钉与冷光阑1-7连接固定，红外准直镜1-9通过螺钉与冷光阑固定板1-8连接固定，通过控制地球红外辐射模拟单元1中的热板1-5和冷光阑1-7的温度差，模拟地球红外辐射，冷光阑1-7上根据特征轨道高度开有不同的光阑孔模拟不同轨道高度地球红外辐射；

所述姿态模拟单元2中的外框架2-1、内框架2-2、水平驱动组件2-3、铅垂驱动组件2-4。水平驱动组件2-3中的轴承套筒2-3-16和轴承套筒2-3-26通过螺钉与外框架2-1连接固定，水平驱动组件2-3中驱动轴2-3-13和游动轴2-3-25通过螺钉与内框架2-2连接固定，铅垂驱动组件2-4中轴承套筒2-4-15通过螺钉与内框架2-2连接固定。

水平驱动组件2-3中的转台水平轴系分驱动轴轴系和游动轴轴系，其中驱动轴轴系的电机2-3-11通过螺钉与驱动轴套筒2-3-18连接固定，电机2-3-11与驱动轴2-3-13之间通过联轴器2-3-12连接，轴承2-3-15两轴承的内外圈之间分别通过压圈2-3-17的厚度来调节轴承预紧力，轴承套筒2-3-16、轴承2-3-15和压圈2-3-17通过圆螺母2-3-14连接固定，驱动轴2-3-13穿过轴承2-3-15内圈、压圈2-3-17内圈与轴承2-3-15内圈达到紧配，驱动轴套筒2-3-18通过螺钉与外框架2-1连接固定。其中游动轴轴系的游动轴2-3-25、轴承2-3-23和压圈2-3-24通过圆螺母2-3-22连接固定，轴承套筒2-3-26、轴承2-3-23和压圈2-3-24通过圆螺母2-3-22连接固定，光栅码盘2-3-21穿过轴承2-3-23后通过圆螺母2-3-22连接固定，轴承套筒2-3-26通过螺钉与外框架2-1连接固定。