卫星释放速度验证的数据分析方法

《卫星释放速度验证的数据分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2010年4月第30卷第2期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementApr．，2010V01．30．No．2文章编号：1000-7202(2010)02—0030—04中图分类号：V557卫星释放速度验证的数据分析方法王江秋付碧红陈宏宇朱振才(上海微小卫星工程中心，上海200050)文献标识码：A摘要以神舟七号飞船释放伴随卫星为背景，重点研究卫星在轨释放速度的地面试验验证。提出了一种试验数据处理的方法，并详细分析了试验中可能产生的各种误差，将试验结果的偏差控制在±1％以内。根据伴随卫星实际运行数据，证明了地面试验分析方法的有效性

2、。关键词卫星在轨释放速度地面试验数据处理AnAnalysisMethodofReleasingSpeedConfirmationforSatelliteWANGJiang··qiuFUBi—-hongCHENHong··yuZHUZhen·-cai(ShanghaiEn百neefingCenterforMicrosatellites，Shanghai200050)AbstractOn·-orbitreleasespeedconfirmationinlabisresearchedbasedontheSuccessofShenz·-hou7accompanysatellite．Ametho

3、dofexperimentaldataanalysisisrepresentedandvariouseITOrSintestareanalyzedindetailwithin1％．Accordingtotheaccompanysatellitesuccess．theanalysismethodisvalidated．KeywordsSatelliteOn-orbitreleasingVelocityGroundtestDataprocessing1引言未来的航天任务日趋复杂，机动性也越来越高，往往需要卫星在轨分离后就具有一定的任务功能，如定向释放、释放后的快速姿态机动、多星体队形组合、

4、定向拍照、既定的轨道迅速远离、避免与释放本体产生电磁干扰和碰撞等⋯。面对这些需求，为提高整体任务的可靠性与安全性，需要在研制过程中引入并强化卫星释放速度的地面试验验证环节。本文是以神舟七号伴随卫星(简称伴星)的成功在轨释放为例，提出了卫星在轨释放速度的地面验证的数据分析方法。神舟七号飞船在轨运行期间，由地面释放指令加航天员手动方式释放伴星。为了不影响飞船及航天员的安全，要求伴星在释放后迅速远离飞船，并且在航天员返回地面前距离飞船轨道舱达到预定的距离。此外，伴星的一项主要任务是释放后对飞船进行视频观测与定向拍照。综合以上两条原则，伴星要以既定的速度和方向进行释放。同时，这些要求也使得在伴

5、星研制过程中对释放速度的大小进行验证，以确保飞船总体任务的圆满实施。2常见释放方案收稿日期：2009—03—19；修回日期：2010—02—21基金项目：921载人航天工程神舟七号伴随卫星项目，曾获载人航天突出贡献奖。作者简介：王江秋(1979一)。男，工程师，主要研究方向：卫星总体技术。目前，卫星释放常采用的是分离弹簧加爆炸螺第2期卫星释放速度验证的数据分析方法·3l·栓包带解锁的方式‘21，其释放结构示意图如图l所示。卫星处于水平状态释放，不考虑空气阻力影响，在水平方向上只受弹簧推力的作用。此时，卫星的运动加速度即为对应在轨释放的加速度。两种方案原理相同，但在具体实施上存在一定的差

6、异，如表1所示。考虑到误差影响和可操作性，在神舟七号飞船伴星的释放速度地面验证中，采用了自由落体法。图1卫星释放结构示意图3释放速度计算根据国军标中卫星分离试验方法，共有2套地面验证方案：自由落体法和摆式法。自由落体法如图2所示。J图2自由落体法示意图卫星从规定高度释放，指令发出后，弹簧包带解锁，卫星沿重力方向运动，其相对加速度包括重力加速度和因弹簧推力引起的加速度。此时，忽略了空气的阻力作用影响。摆式法如图3所示。图3摆式法示意图表1两种方案比较＼岁案自由落体摆式法项目＼＼试验结果测量、计算直接测量复杂度小复杂测量误差可预测不可预测稳定性稳定需要水平校准调试工作简单复杂实现情况易实现

7、复杂3．1理论分析以伴星为例，其释放可以看作是在内力作用下的运动。弹簧的弹性势能转化为伴星的平均动能和转动动能、飞船的平均动能和转动动能。即2÷K缸2=丢m口2+扣俨+吾如2+扣酽(-)其中伴星和飞船的质量分别为rrt和肘，弹簧作用末了时刻对应的速度为口和y，弹簧的弹性系数为K，压缩量为Ax，伴星惯量为，，分离角速率初值为∞，飞船惯量为．，，分离角速率初值为形。飞船的质量远大于伴星，经分析得出飞船与伴星的转动动能及飞船平均动能相比于伴星的平均动