摆动式扫描红外地球敏感器在轨探头级备份工作研究

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1、空间控制技术与应用第39卷第6期·40·AerospaceControlandApplication2013年12月摆动式扫描红外地球敏感器在轨探头级备份工作研究雷仲谋，李建平，陈国宇(1．北京控制工程研究所，北京100190；2．中国空间技术研究院，北京100094)摘要：针对摆动式扫描红外地球敏感器两个探测器工作时输出弦宽信息的特点以及现役通信卫星的一般配置，提出了使用两个探测器信息进行姿态确定及利用双份地球敏感器进行探头级备份工作的方法，该方法在工程实现上简单易行，实现精度较高，且提高了在轨卫星地球敏感器的使用可靠性及冗余度．关键词：摆动式扫描红外地球敏感器；探头级备份；姿态确定

2、；可靠性中图分类号：V448．2文献标识码：A文章编号：1674-1579(2013)06~040—05DoI：l0．3969／i．issn．1674—1579．2013．06．008OnBolometerDetectorRedundancyofSwingInfraedEarthSensorLEIZhongmou，LIJianping。，CHENGuoyu(j．BeijingInstituteofControlEngineering，Beijing100190，China；2．ChinaAcademyofaceTechnology，Beqing100094，China)Abstract

3、：Foraswinginfraredearthsensor(IRES)，thecharacteristicsofthechordinformationfromeachsinglechannelaregivenwhenonlytwobolometerdetectorswork．Anattitudedeterminationmethodisproposedusingthechordinformationofthetwobolometerdetectors，andthebolometerdetectorredun-dancyisalsodiscussed．Thesimulationandex

4、perimentalresultsindicatethattheattitudedeterminationmethodisverysimpleandpracticableinengineeringapplication．Meanwhile，thedetectorredundancyim-provesthereliabilityoftheIRES．Keywords：swinginfraredearthsensor；bolometerdetectorredundancy；attitudedetermination；reliabil-ity摆动式扫描红外地球敏感器(以下简称地球敏感器)是地球

5、静止轨道通信卫星常用的一种敏感1地球敏感器工作原理器．它利用4个探测器，在一定的高度范围内测量出卫星的滚动和俯仰姿态．摆动式扫描红外地球敏感器以其优良的性能在文献[1]探讨了利用地球敏感器两个探测器计地球静止轨道三轴稳定卫星上有很广泛的应用．这算得到卫星滚动、俯仰姿态估计的一种方法．本文从种地球敏感器有4个探测器，正常运行时在一定的实际的卫星应用出发，探讨了使用两个探测器信息高度范围内利用4个探测器可以测量出卫星的滚动进行姿态确定以及利用双份地球敏感器进行探头级和俯仰姿态．实际上4个探测器有一个是冗余的，只备份工作的方法，该方法提高了地球敏感器使用的要有3个探测器能正常工作，即可利用这

6、3个探测可靠性．器的输出测量出滚动和俯仰姿态，这样当太阳光线收稿日期：2013-05-07雷仲谋等：摆动式扫描红外地球敏感器在轨探头级备份工作研究·41·干扰地球敏感器时，可通过交替禁止4个探测器中45隋况下，可以由式(4)求得滚动角和俯仰角，即的一个来测量卫星姿态]．△A+A。△B+AD如图1所示，设地球半径R=6378km，考虑到红p丁或p—，外辐射二氧化碳吸收层的地球平均半径为R=或：下AC-ADr：—_一或／-=—_一(5)(6378+4O)km，设轨道的高度q=35908km，则地球的半张鄢s180arcsinRE+q／8·73。，而’，则为45。．2两探头工作时的计算方法地

7、球敏感器三个探头或四个探头正常工作时，可直接提供卫星的滚动、俯仰姿态．若地球敏感器受’、，到干扰，导致只有两个探头正常工作时，地球敏感器／，／、、、、、≥，不再提供姿态信息，此时敏感器输出的是探头扫描、、i{、、、、的地球弦宽信息．根据该信息，在一定条件下，也一。可解算出卫星的滚动、俯仰姿态．、／、由式(4)可知，若可测点同时为△和△，或同为△和△，则无法得出滚动角和俯仰角．若可测点、乏同时为△和△，或同为△和△。，或同为△和△，△日或同为△和