[发明专利]一种天基平台电子收集系统及方法

说明书

一种天基平台电子收集系统及方法。通过一个外置金属板与天基平台上具有潜在高电位风险的部位电连接，待机状态下实时测量金属板到天基平台的瞬时电流，当电流达到一定触发阈值时解除待机状态，开启电源及控制装置，电位测量器和数据采集与处理装置开始工作，将接收的电流信号和电压信号采样并存储，最后转发给数传系统，当连续若干个电流值小于触发阈值时，系统重新进入待机状态。本发明对于潜在易高正电位平台或者主动对空间发射电子束的载荷系统等有很好的适用性，不仅可以有效收集空间自由电子，中和天基平台上的局部过多正电荷，同时还具备实时监控天基平台电位变化的功能，为保障飞行器平台电位稳定、各功能模块稳定运行提供分析数据。

技术领域

本发明属于空间平台技术领域，涉及一种天基平台电子收集系统及方法，用于飞行器平台自动收集空间等离子体中的自由电荷，并且具备实时监控平台电位和收集流的能力。

背景技术

保障天基各类载荷的持续正常工作能力，缓解天基平台因自然或非自然充电而引发的放电现象，是当前航天器平台十分重要和亟需解决的。

天基平台电子收集技术是空间载荷电位控制及电荷补给等领域的关键技术之一，这一技术能够有效减少空间平台的净正电荷，降低平台电位，另一方面也可以有效补充平台所需要的用于发射的电子，保持天基平台的电中性，在空间CT、X射线、FEL等领域有着广泛的应用前景。但是目前还没有关于针对主动发射带电粒子载荷系统的空间平台电子收集的相关方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，提出一种天基平台电子收集系统及方法，极大的拓宽了空间平台电子收集的有效性，并且实现了地面的实时监控。

本发明的技术解决方案是：

一种天基平台电子收集系统，包括粒子收集模块和综合控制模块；

其中，所述粒子收集模块包括金属板和电位测量器，金属板放置于天基平台外表面，用于接收天基平台外部等离子体电子流，金属板通过电缆与天基平台具有潜在高电位风险的部位或电子枪阴极连接；电位测量器测量金属板上的电位变化，并将电位变化转化为电平信号，传递给综合控制模块；

所述综合控制模块包括电源及控制装置、电流测量器、数据采集与处理装置和数据传输预设接口；电流测量器实时测量金属板到天基平台电子枪的电流，并传递给数据采集与处理装置；数据采集与处理装置对来自电位测量器和电流测量器的数据进行采样、存储和打包处理，将打包后的数据通过数据传输预设接口向外传输；电源及控制装置为天基平台电子收集系统各个模块供电并控制数据采集与处理装置的启动。

电流测量器内部嵌有一个触发器，当电流测量器测量的电流超过阈值时，触发器发送工作指令给电源及控制装置，电源及控制装置为各模块供电。

所述电位测量器与金属板不直接接触。

所述天基平台电子收集系统的收集方法，步骤如下：

(1)当天基平台整体或电子枪阴极带正电位时，电流测量器检测到一定大小的电流，并转换为电平信号；电流测量器内置一个信号触发器，当电流电平值小于触发阈值时，触发器不工作，天基平台电子收集系统处于初始待机状态；

(2)当电流电平值超过触发阈值时，触发器发送工作指令给电源及控制装置，电源及控制装置为电位测量器以及数据采集与处理装置供电，天基平台电子收集系统开始工作；

(3)电源及控制装置发送启动指令给数据采集与处理装置，开始采集和存储电流测量器和电位测量器发送的数据；

(4)数据采集与处理装置将接收的数据打包并发送给数据传输预设接口；

(5)当电流测量器检测的电流电平值小于触发阈值时，触发器向电源及控制装置发送待机指令，发送工作指令给电源及控制装置，电源及控制装置停止为电位测量器以及数据采集与处理装置供电，天基平台电子收集系统重回待机状态。