[其他]空间飞行器上仪器的定向补偿系统

说明书

本发明属于减小空间飞行器上仪器定向误差的领域，该误差是由于一台或多台仪器的运动而导致空间飞行器的运动所引起的。

第4，437，047号美国专利公开了一种闭环控制系统，它向一转矩电机提供转矩指令信号，该电机控制一个双自旋卫星的仪器平台的指向位置。如图1所示，卫星20包括自旋部分21和一仪器平台22，此平台有一个预定的视线（Line-of-sight）26。自旋部分21包括一红外地面传感器25，当此传感器鸟瞰地面时，它提供一输出脉冲，图3和图4所示的控制系统使用了由地面传感器25产生的脉冲及代表视线26的脉冲来将转矩指令信号57、58提供给自旋部分21。

第4，143，312号美国专利公开了一种控制系统，用来稳定装在一基座上的旋转天线以补偿基座的横摇和纵摇。图1示出了天线1，它由两轴变向系统（包括框架5）固定在一条船的甲板4所带的平台3上。框架5可绕水平横摇轴8旋转。被稳定的平台3可绕水平纵摇轴9旋转。图3给出了此控制系统的一部分，它包括同步发送器10R，10P来检测天线1绕横摇轴8和纵摇轴9的相对运动。横摇发送器10R的输出被加到一控制变压器11R上，此变压器还从船的垂直参考单元（未示出）取出一横摇数据的输入17。根据这一数据和相应的纵摇数据，天线1的定位被稳定以补偿船的横摇和纵摇。

其次的参考文献是美国专利第4，272，455号;4，325，586号;4，375，878号;和4，418，306号。

本发明是一闭环系统，用来减少一台或多台空间飞行器仪器中的定向误差，此误差是由于一台或多台仪器的运动而导致飞行器运动所引起的。一台仪器可以对其自身运动引起的误差进行补偿（自补偿）。每一台仪器都有用来指令该仪器中运动的装置（3），和定向控制系统（5），用来响应指令装置（3）发出的指令信号（4）来在该仪器中传递运动。一个空间飞行器运动补偿逻辑（25）与每一指令装置（3）和定向控制装置（5）相耦合。

空间飞行器运动补偿逻辑（25）是一个电子电路，它包含一个空间飞行器运动的动态模型的代数负数。此电子线路（25）能以模拟或数字形式实现。

本发明能够大大地减少飞行器仪器间的动态相互作用，同时还有一重要的附带的效果，就是减化了地面操作。因此，这里所描述的运动补偿系统提高每一仪器的完全独立的运行，这就带来既节省费用又节省人力，同时，增强了整个系统的效能。

在参照附图所作的不列说明中充分地展示了本发明的这些和其它更详细的和特殊的目的和特点。在附图中：

图1是可利用本发明的一颗卫星的立体图;

图2是本发明的N个仪器的实施方案的概括的功能框图;

图3是图2的一种特殊情况，它属于图1所示的动量偏置卫星;

图4示出了当没使用本发明时，对构成图3结构的作为时间函数的定向误差10的曲线;

图5是当使用本发明时，对构成图3结构的作为时间函数的定向误差8的曲线。

本发明可用于任何形式的空间飞行器，及飞行器上任何有限数量的仪器，如照相机，天线，太阳能电池板，这些都需要精确地定向。将用图1所示的空间飞行器对本发明作特殊说明。此空间飞行器是NASA的GOESI/J/K气象卫星。图1所示的部件包括：太阳能电池阵列11，X射线传感器12，地磁仪13，S波段发射天线14，SAR（搜索和救援）天线15，超高频天线16，遥测和指令天线18，地面传感器19，S波段接收天线20，太阳反射器24，成像器1和探测器2。成像器1包括冷却器17，孔经23，和镜面33。探测器2包括冷却器21，孔经22和镜面32。

镜面33和32各安装在一个两轴变向系统上，它相对于正交的X轴和Y轴以每秒多个连续位置的扫描速度有选择地定位镜面33和32。X轴可称为滚转，北/南，或仰角轴。Y轴可称为俯仰，东/西，或方位轴。

成象器1提供地球表面的辐射度的成象，成象器1有5个通道，其中4个是红外通道，1个是可见光通道;它的两轴变向扫描镜面33在地球上沿东/西通路扫过一个8公里的纵向幅区，从而同时提供各通道看到的景象的共同记录数据。扫描区域的位置和大小由指令控制。在每一扫描帧的末尾，镜面33转向成象器1中的红外黑体以便校准。成象器1也可通过石油星体来校准，以提供精确的地面位置和光轴的相关数据。