[发明专利]一种基于末子级集群的掩星大气探测系统

权利要求书

1.一种基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，包括：预设留轨平台的留轨末子级集群及GNSS掩星探测载荷，所述GNSS掩星探测载荷装载于留轨末子级上，利用留轨末子级的包络空间，在留轨末子级的飞行方向安装阵列天线；

所述留轨末子级集群包括若干太阳同步轨道任务及倾斜轨道任务上的留轨末子级，所述留轨末子级通过留轨平台调整姿态，并通过所述GNSS掩星探测载荷接收GNSS导航星的直达信号、GNSS掩星的上升掩星信号及下降掩星信号，对包括电离层电子密度、大气折射率及温湿廓线在内的参数数据进行分析，实现大气探测。

2.如权利要求1所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述留轨末子级利用发射任务后运载火箭姿控系统的剩余能力，发挥剩余推进剂的效能，为留轨平台创造良好的姿控初始条件，并采用零动量控制、磁力矩器控制的姿态控制手段，实现末子级大惯性舱体姿态的稳定控制，满足GNSS掩星探测载荷对留轨平台的姿态需求。

3.如权利要求1所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述太阳同步轨道任务的留轨末子级上的GNSS掩星探测载荷的电子学部分安装于留轨末子级的支承舱内，满足GNSS掩星探测载荷的热控需求，所述GNSS掩星探测载荷的上视天线安装于留轨末子级的II基准、所述GNSS掩星探测载荷第一侧视天线及第二侧视天线分别安装于留轨末子级的III基准及I基准；

所述上视天线接收GNSS导航星的直达信号，所述第一侧视天线接收GNSS掩星的上升掩星信号，所述第二侧视天线接收GNSS掩星的下降掩星信号。

4.如权利要求1所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述倾斜轨道任务的留轨末子级上的GNSS掩星探测载荷的电子学部分安装于留轨平台舱内，满足GNSS掩星探测载荷的热控需求，所述GNSS掩星探测载荷的上视天线安装于留轨平台顶面、所述GNSS掩星探测载荷天线的第一侧视天线及第二侧视天线分别安装于留轨末子级的IV基准及II基准；

所述上视天线接收GNSS导航星的直达信号，所述第一侧视天线接收GNSS掩星的上升掩星信号，所述第二侧视天线接收GNSS掩星的下降掩星信号。

5.如权利要求1所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述留轨平台包括留轨控制单元、太阳电池阵、测控天线及电缆网，在总重量、包络、安装接口、测试流程、环境条件验证的各方面均满足运载火箭任务要求；

所述留轨控制单元安装于所述留轨末子级的支承舱上，并具备减震功能；

所述太阳电池阵安装于所述留轨末子级支承舱的外表面，并具备等电位和隔热功能；

所述测控天线安装于所述留轨末子级支承舱过渡段的表面，并满足运载火箭主动段力学、热学要求，用于进行所述留轨控制单元的数据信息上、下行通讯；

所述留轨控制单元通过电缆网与安装于支承舱上不同位置的太阳电池阵连接，用于进行留轨过程中留轨平台和GNSS掩星探测载荷的能源供给。

6.如权利要求5所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述留轨控制单元为集成能源管理、测控通讯、数管、姿控及热控于一体的综合电子单机，总重量不大于4kg。

7.如权利要求1所述的基于末子级集群的掩星大气探测系统，其特征在于，所述留轨平台在运载火箭发射前通过末子级预留的测试操作口完成飞行状态确认和设置，在轨与留轨末子级不分离。