[发明专利]面向光学遥感卫星微振动抑制的被动隔振布局方法和卫星

说明书

本发明提供了一种面向光学遥感卫星微振动抑制的被动隔振布局方法和卫星，对星上微振动振源根据微振动频谱与量级进行布局，利用星体底板微振动量级传递至层板、侧板、顶板的量级由下至上依次递减，衰减程度依次增大的传递衰减特性，隔离星上活动部件微振动对遥感载荷微振动的影响。本发明涉及的被动隔振布局方法利用星体结构隔振，无需增加隔振装置，可有效减弱卫星微振动的干扰，减振效果显著，为光学遥感卫星高精度、高稳定工作提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及卫星隔振领域，具体地，涉及面向光学遥感卫星微振动抑制的被动隔振布局方法和卫星。

背景技术

当前，随着光学遥感卫星载荷的分辨率不断提高，遥感载荷的指向和成像要求也不断提高，对载荷在卫星平台安装处的微振动响应也提出更高的要求。光学遥感卫星上配备了多个活动部件，如反作用飞轮、驱动机构、遥感相机(主要是指向机构、扫描机构和制冷机)等，这些活动部件进行周期性或间歇性运动时会产生微振动。

微振动会对卫星有效载荷的控制精度和成像质量产生影响，严重损害卫星的性能，主要体现为两点：首先，在星上微振动激励下，遥感载荷的核心机构部件的控制精度会产生控制上的偏差，导致成像偏移；其次，遥感载荷的光轴指向在微振动的影响下也会产生抖动，进而影响成像质量。因而新型光学遥感卫星对卫星平台的微振动特性提出了较高要求。

值得注意的是，微振动是由干扰源正常工作引起的，而非故障造成，譬如动量轮、压缩机等，这类微振动不可能消除，是其固有特性。微振动是一种弱量级的动态位移，此时结构材料内部的摩擦作用往往无法正常发挥，其阻尼效应低于宏观振动，而且与应变量级相关，有时甚至可能成为一个重要的非线性因素，这使得传统方法的参数设计和仿真分析可信度较差。微振动幅值小、频带宽，为微振动主动抑制控制带来了难以克服的困难。另外，由于微振动抑制控制系统中活动部件机构本身的内部间隙往往大于微米量级，这使得对微振动进行主动抑制的方法受限，因而需要进行被动抑制方法的研究。

在航天器微振动控制技术领域，专利文献CN111677810A公开的光学有效载荷被动隔振系统，研究通过优化隔振系统构型，在一定程度上抑制了光学卫星有效载荷的微振动。专利文献CN205978258U公开的基于X型结构的多自由度非线性被动隔振装置，通过改善结构连接，改善了隔振装置的隔振效果。专利文献CN103605834A公开的卫星飞轮被动隔振系统设计方法、专利文献CN104443436A公开的卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置、专利文献CN104455145A公开的卫星飞轮用微振动圆周分布式动力吸振装置，针对卫星上飞轮、力矩陀螺等转动部件进行被动隔振设计，从而降低转动部件运行引发微振动对载荷的干扰。但是，这些研究仅限于系统构型、结构优化或转动部件隔振设计，均未涉及布局方式的优化。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种面向光学遥感卫星微振动抑制的被动隔振布局方法和卫星。

根据本发明提供的一种面向光学遥感卫星微振动抑制的被动隔振布局方法，对星上微振动振源根据微振动频谱与量级进行布局，利用星体的传递衰减特性，隔离星上活动部件微振动对遥感载荷微振动的影响。

优选地，利用星体结构隔振，无需增加隔振装置，

优选地，包括：

对构成微振动振源的活动部件进行部件产品的微振动试验，获取各微振动振源的振动频谱与量级；

将包含卫星遥感相机载荷的卫星主载荷布置在顶板；

将高频高量级振源安装在卫星底板；

将低频低量级振源安装在卫星侧板；

将小量级振源安装在卫星层板。

优选地，高频高量级振源包括反作用飞轮，低频低量级振源包括太阳翼驱动机构、天线驱动机构，小量级振源包括陀螺。