地磁坐标系下变姿态空间相机的外热流计算.pdf

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1、第44卷第6期红外与激光工程2015年6月V01．44NO．6InfraredandLaserEngineeringJun．2015地磁坐标系下变姿态空间相机的外热流计算杨化彬1,2，吴清文，陈立恒，何飞，张旭升(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：为了提供准确的空间相机外热流数据，提出一种在地磁坐标系下进行频繁姿态变换的空间相机瞬态外热流计算方法。首先，确定了在J2000坐标系下太阳一地球的相对位置及太阳辐照强度；其次，计算相机不

2、同位置的地磁纬度，并采用二分法得到相机在轨运行时进出高磁纬地区(1LI≥60。)的轨道时间：然后。依据其地磁纬度，确定相机不同时刻下的在轨姿态。最后，采用蒙特卡洛法(MCM)计算相机的各环境映射面的轨道视角系数．进而得出整轨周期内各环境映射面接受的瞬时外热流。此方法与IDEAS／TMG软件的外热流结果能够较好的吻合。与姿态稳定的相机相比，空间相机姿态频繁变化会导致外热流数值的明显波动。尤其是入光口所在的+Z面，其波动范围为0-1245．4W／m。。关键词：外热流；姿态变换；地磁坐标系；空间相机中图分类号：

3、THll7文献标志码：A文章编号：1007—2276(2015)06—1923—06CalculationofexternalheatfluxesonspacecamerawithchangingattitudesfrequentlyinGeomagneticCoordinatesystemYangHuabin，WuQingwen，ChenLiheng，HeFei，ZhangXusheng(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，Chine

4、seAcademyofSciences，Changchun130033，China2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Inordertoprovidetheexternalheatfluxofspacecameraaccurately，amethodwasproposedtocalculatetheinstantaneousexternalheatfluxesofaspacecamerawithchangi

5、ngattitudesfrequentlydependingonitspositionintheGeomagneticCoordinatesystem(MAG)．First，inJ2000Coordinatetherelativepositionofthesun，earthandradiationintensityofsunwascalculated．Second，geomagneticlatitudesofacameraandorbitaltimeswhencameraenteredorexitedfr

6、omhighgeomagneticlatitudes(ILI≥60。)werecalculated．Then，thecameraSattitudeswereensuredwithgeomagneticlatitudes．Finally，orbitalviewfactorsofsixmappingplaneswereachievedbytheMonteCarloMethod(MCM)andtheinstantaneousexternalheatfluxeswasobtainedduringtheon—orb

7、ittime．TheexternalheatfluxesofthispaperwereconsentaneouswiththesoftwareIDEAS／TMG．Comparedwiththestableattitudecamera，theattitudevarietiesofthecameratakearelativelystronginfluenceontheexternalheatflux．especially收稿日期：2014—10—13：修订日期：2014—11—25基金项目：国家自然科学基金(

8、41204102)作者简介：杨化彬(1988一)，男，博士生，主要从事空间光学遥感器热设计及热试验方面的研究。Email：kingw2010@163．com导师简介：吴清文(1968一)，男，研究员，博士生导师，主要从事光学精密仪器CAD／CAE及空间光学遥感器热控技术的研究工作。Email：wuqw@ciomp．ac．Cla红外与激光工程44卷forthe+Z—directionwhereopticalentranceisl