星载太阳辐射监测仪的太阳程控跟踪精度 被引量：6

1

作者 杨东军 方伟 +1 位作者 叶新 宋宝奇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1813-1821,共9页

为了避免太阳敏感器(DSS)指向故障导致星载太阳辐射监测仪(SIM)功能失效,为风云三号(FY-3(03))卫星的太阳辐射监测仪(SIM)设计了备份跟踪方式程控太阳跟踪并分析了其跟踪精度。利用星上儒略日时间和卫星轨道瞬根,基于类基准地表辐射网(B... 为了避免太阳敏感器(DSS)指向故障导致星载太阳辐射监测仪(SIM)功能失效,为风云三号(FY-3(03))卫星的太阳辐射监测仪(SIM)设计了备份跟踪方式程控太阳跟踪并分析了其跟踪精度。利用星上儒略日时间和卫星轨道瞬根,基于类基准地表辐射网(BSRN)算法推导了轨道坐标系太阳矢量、俯仰角和偏航角。将计算结果与卫星给定指向数据进行了比较。结果表明:太阳矢量三轴偏差均小于0.1°,俯仰角平均偏差为0.024 6°,偏航角平均偏差为-0.080 4°。对利用程序计算的多轨道指向数据进行了太阳模拟跟踪控制实验,结果表明:SIM俯仰跟踪控制精度优于0.1°,偏航跟踪控制精度优于0.05°。为保证在轨跟踪精度,试验了俯仰零点角和偏航零点角,其分别为80.46°和-36.96°。最终分析结果表明,俯仰程控跟踪不确定度为±0.318°,偏航程控跟踪不确定度为±0.316°,满足SIM太阳跟踪精度±0.5°的要求。设计的太阳程控跟踪降低了SIM对光学指向器件的依赖,提高了在轨太阳跟踪的可靠性。 展开更多

关键词 星载太阳辐射监测仪 太阳矢量 太阳跟踪 太阳同步轨道 太阳总辐照度

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基于轨道系太阳矢量的卫星自主任务规划设计 被引量：1

2

作者 王国华 常亮 +2 位作者 吴会英 唐涛 王明亮 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期609-615,共7页

为了减少地面人工操作失误带来影响,增加卫星在轨任务执行成功率,本文对太阳同步近圆轨道卫星星上自主任务规划进行了探讨,提出了一种根据轨道系太阳矢量规划载荷任务的方法.利用轨道系太阳矢量,推导卫星与太阳的相对位置和角度变化,计... 为了减少地面人工操作失误带来影响,增加卫星在轨任务执行成功率,本文对太阳同步近圆轨道卫星星上自主任务规划进行了探讨,提出了一种根据轨道系太阳矢量规划载荷任务的方法.利用轨道系太阳矢量,推导卫星与太阳的相对位置和角度变化,计算出卫星载荷任务的起止时刻等关键点,进而控制星上单机进行任务观测.结果表明,该方法可显著减少卫星执行任务时所需要地面上注的指令条数,减少由于地面上注时延带来的观测误差,本文所提方法可为相关卫星自主任务规划提供工程借鉴,为未来提供星上在轨智能决策提供理论参考. 展开更多

关键词 星载软件 自主任务规划 太阳矢量 指令序列

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基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量误差分析 被引量：4

3

作者 郁发新 孙琳琳 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期976-980,共5页

分别分析计算了皮卫星姿态角测量的两大误差源:太阳矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的太阳矢量误差。首先针对皮卫星体积小、重量轻、功耗低的特点,采用设计的微型太阳敏感器测量太阳矢量,与轨道演化计算获得太阳矢量相比,该方法更... 分别分析计算了皮卫星姿态角测量的两大误差源:太阳矢量实际测量误差和轨道模型演化计算的太阳矢量误差。首先针对皮卫星体积小、重量轻、功耗低的特点,采用设计的微型太阳敏感器测量太阳矢量,与轨道演化计算获得太阳矢量相比,该方法更适合获取皮卫星姿态角度信息。通过分析获得太阳入射角——光电流非理想的余弦特性、光电流的噪声起伏、处理电路非线性、A/D采样非线性、温度测量不确定性等因素导致的太阳矢量实际测量误差为5.74°。由于皮卫星自身的特点不允许采用复杂的轨道演化模型,基于Kepler轨道模型计算获得的太阳矢量误差为0.1°。因此,基于太阳矢量的皮卫星姿态角测量总误差为5.84°。 展开更多

关键词 光电子技术与激光技术 皮卫星 太阳矢量 太阳敏感器 姿态角 角度误差分析

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利用STK计算卫星外表面接收的太阳直接辐射 被引量：3

4

作者 向诗红 张涛 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第9期508-511,共4页

对卫星外表面接收的太阳直接辐射进行理论分析,得出计算表达式;将卫星外部结构及尺寸参数和STK软件给出的目标卫星光照时间、卫星外表面与太阳矢量间的几何关系等参数带入计算式得到特定卫星外表面接收到的太阳直接辐射;并对计算结果进... 对卫星外表面接收的太阳直接辐射进行理论分析,得出计算表达式;将卫星外部结构及尺寸参数和STK软件给出的目标卫星光照时间、卫星外表面与太阳矢量间的几何关系等参数带入计算式得到特定卫星外表面接收到的太阳直接辐射;并对计算结果进行分析。 展开更多

关键词 STK 太阳矢量 卫星外表面 太阳直接辐射

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太阳矢量在行星际探测器姿态估计中的应用研究 被引量：2

5

作者 常晓华 崔平远 崔祜涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期758-763,共6页

在基于矢量观测的行星际探测器姿态确定中,参考矢量的几何关系是影响姿态估计精度的一个重要因素。针对这一问题,本文提出了一种利用太阳矢量来提高探测器姿态估计精度的最优算法。该方法在引入太阳矢量的基础上,将星敏感器测得的姿态... 在基于矢量观测的行星际探测器姿态确定中,参考矢量的几何关系是影响姿态估计精度的一个重要因素。针对这一问题,本文提出了一种利用太阳矢量来提高探测器姿态估计精度的最优算法。该方法在引入太阳矢量的基础上,将星敏感器测得的姿态四元数转化为两个互相垂直的参考矢量,并根据敏感器的测量精度计算相应的规范化权值系数;结合姿态四元数估计算法,给出最小二乘意义下的探测器最优姿态估计。最后,以深度撞击任务的实际飞行数据对本文所提算法进行验证。仿真结果表明,引入太阳矢量后的三轴姿态角估计误差小于150μrad,完全满足深度撞击任务的要求。 展开更多

关键词 太阳矢量 姿态估计 行星际探测器

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基于多偏振敏感器的太阳矢量测量方法 被引量：2

6

作者 杨中光 周军 黄河 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期113-120,共8页

根据大气偏振模式形成机理,提出了利用多偏振敏感器测量太阳矢量(矢量方向)的方法.介绍了大气偏振模式的形成,设计了由两组偏振单元组成的偏振敏感器,论证了偏振单元之间的最佳设计角度,分析了利用偏振敏感器从大气偏振模式中提取太阳... 根据大气偏振模式形成机理,提出了利用多偏振敏感器测量太阳矢量(矢量方向)的方法.介绍了大气偏振模式的形成,设计了由两组偏振单元组成的偏振敏感器,论证了偏振单元之间的最佳设计角度,分析了利用偏振敏感器从大气偏振模式中提取太阳方位信息的方法,进而提出了利用多偏振敏感器测量并结合最小二乘法解算太阳矢量的方法,针对该算法进行了实验验证,并与双偏振敏感器测量太阳矢量方向的方法进行了对比分析.分析结果表明,利用多偏振敏感器测量不仅可以得到高精度的太阳矢量方向,太阳矢量的方位角误差和高度角误差分别为0.2°和1.0°,还解决了双偏振敏感器测量太阳矢量方向时由于最大偏振方向平行引发的突变问题.实验结果验证了利用多偏振敏感器(≥3)测量太阳矢量的方法是可行的. 展开更多

关键词 偏振敏感器 太阳矢量 偏振模式 偏振光导航 最小二乘法

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基于太阳矢量和MEMS的自旋弹姿态估计系统研究 被引量：2

7

作者 徐光延 廖培冲 张红梅 《电光与控制》 北大核心 2017年第8期9-14,55,共7页

针对自旋弹提出了一种新的姿态估计方法。首先,根据自旋弹的性质设计了一种特殊的太阳矢量测量装置,用来测量太阳矢量并替代常用的MEMS中的加速度计和地磁计来修正陀螺仪偏差。该太阳矢量测量装置包括透明外壳、光电池阵列、实时时钟和... 针对自旋弹提出了一种新的姿态估计方法。首先,根据自旋弹的性质设计了一种特殊的太阳矢量测量装置,用来测量太阳矢量并替代常用的MEMS中的加速度计和地磁计来修正陀螺仪偏差。该太阳矢量测量装置包括透明外壳、光电池阵列、实时时钟和处理器,太阳透过透明外壳照射光电池阵列,该阵列将太阳能转换成电动势信号,并结合实时时钟、通过处理器处理得到该时刻的太阳矢量。然后,通过四元数微分方程建立卡尔曼滤波状态方程和观测方程对自旋弹进行姿态估计。最后,仿真结果表明该方法能够得到较高精度的自旋弹姿态角。 展开更多

关键词 自旋弹 姿态估计 卡尔曼滤波 太阳矢量 四元数

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仿生偏振光导航传感器量测模型研究 被引量：1

8

作者 卢皓 朱元昌 +1 位作者 赵开春 尤政 《军械工程学院学报》 2013年第6期72-75,共4页

仿生偏振导航传感器仿照昆虫利用天空偏振光进行导航的原理,测量载体的姿态和方位,具有精度高、功耗低等优势,是一种新型的导航传感器.根据偏振导航的原理分析偏振导航传感器的测量参考矢量和导航能力,根据其参考矢量的数量及性质,对偏... 仿生偏振导航传感器仿照昆虫利用天空偏振光进行导航的原理,测量载体的姿态和方位,具有精度高、功耗低等优势,是一种新型的导航传感器.根据偏振导航的原理分析偏振导航传感器的测量参考矢量和导航能力,根据其参考矢量的数量及性质,对偏振导航传感器使用在不同性质载体上的测量进行建模,并提出其对载体进行定姿的条件. 展开更多

关键词 偏振导航 建模 太阳矢量 姿态确定

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基于太阳矢量的点光源转台高精度标校建模研究 被引量：1

9

作者 李瑞金 张黎明 +5 位作者 徐伟伟 司孝龙 李佳伟 胡运优 王先华 王戟翔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期326-337,共12页

针对以凸面镜作为反射式点光源的系统建模不够完善,限制其指向精度提高的问题,提出以太阳矢量为参照基准的系统建模方法,提高了系统指向精度。通过实验数据的线性度拟合确定拟合系数R^2在0.999以上,确保了实验数据的可靠性,以最小二乘... 针对以凸面镜作为反射式点光源的系统建模不够完善,限制其指向精度提高的问题,提出以太阳矢量为参照基准的系统建模方法,提高了系统指向精度。通过实验数据的线性度拟合确定拟合系数R^2在0.999以上,确保了实验数据的可靠性,以最小二乘法解算模型求解系统固有安置几何误差,最后,通过反解模型求解目标值方法和太阳图像质心比对法,分别验证标校后模型的正确性。实验结果表明,目标编码器角度与实际测量角度值基本一致,俯仰角度误差标准偏差为0.0043°,方位角度误差标准差为0.00299°,误差范围保持在0.04°以内,图像质心比对法像素差值在2 pixel左右,对应的像素角分辨率误差在0.036°上下,系统综合指向精度优于0.1°,验证了此种方法建模的正确性与可行性,为实现多空间分辨率的高分辨率光学遥感卫星传感器高精度、高频次、业务化、全动态范围的在轨绝对辐射定标奠定了基础。 展开更多

关键词 遥感 在轨绝对辐射定标 几何误差 系统建模 太阳矢量 标校

原文传递

一种基于信息融合的深空巡航段自主导航算法 被引量：1

10

作者 常晓华 崔平远 崔祜涛 《上海航天》 2010年第3期22-25,45,共5页

针对自主光学导航在深空巡航段应用中的问题,提出了一种基于信息融合的自主导航算法。由太阳敏感器测量获得太阳相对探测器的视线矢量,由分光计测量获得探测器相对太阳的径向速度,构建自主导航系统的两种信息观测方程;由基于状态估计误... 针对自主光学导航在深空巡航段应用中的问题,提出了一种基于信息融合的自主导航算法。由太阳敏感器测量获得太阳相对探测器的视线矢量,由分光计测量获得探测器相对太阳的径向速度,构建自主导航系统的两种信息观测方程;由基于状态估计误差协方差阵奇异值动态确定信息分配因子,用信息融合技术和扩展卡尔曼滤波算法实时估计探测器的位置与速度。对深度撞击任务的实际飞行数据的数值仿真结果表明:自主导航算法的轨道确定精度满足深空巡航段要求。 展开更多

关键词 深空巡航 信息融合 太阳矢量 径向速度 自主导航

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晴朗天气下全天空域偏振定向方法 被引量：5

11

作者 蔡弘 张然 +2 位作者 关乐 万振华 褚金奎 《机电工程技术》 2021年第9期10-13,共4页

天空偏振导航定向具有无误差累积、不受电磁干扰的优势。提出一种以信标发光二极管为基准的鱼眼镜头天顶角标定方法,并利用瑞利散射理论和太阳矢量约束计算载体坐标系下的太阳方位角。通过实际实验分析,所提出的方法相比拟合太阳子午线... 天空偏振导航定向具有无误差累积、不受电磁干扰的优势。提出一种以信标发光二极管为基准的鱼眼镜头天顶角标定方法,并利用瑞利散射理论和太阳矢量约束计算载体坐标系下的太阳方位角。通过实际实验分析,所提出的方法相比拟合太阳子午线的两种方法(最小二乘法、分箱法),太阳相对转角的均方根误差(RMSE)最小为0.28°,表明这种标定方法有效,将其用于天空偏振导航定向具有可行性。 展开更多

关键词 鱼眼镜头天顶角标定方法 瑞利散射理论 太阳矢量约束

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差分式太阳敏感器在航天器上的应用

12

作者 杜涵 刘子仙 +2 位作者 李明 王栋梁 张箎 《电子设计工程》 2023年第4期57-61,67,共6页

航天器普遍采用差分式太阳敏感器进行太阳矢量及太阳角的确定。针对差分太敏在航天器在轨定姿应用中存在的问题,该文对根据电池片输出电流确定太阳矢量的方法进行了严密推导,分析了光阑厚度对电池片光生电流乃至对太阳矢量确定的影响;... 航天器普遍采用差分式太阳敏感器进行太阳矢量及太阳角的确定。针对差分太敏在航天器在轨定姿应用中存在的问题,该文对根据电池片输出电流确定太阳矢量的方法进行了严密推导,分析了光阑厚度对电池片光生电流乃至对太阳矢量确定的影响;对太敏的视场进行了详尽分析,确定了太敏的有效视场,并针对太敏无效视场设计了对杂散光进行遮挡的遮光板。通过具体的仿真算例确定了太敏的有效视场尺寸(为标称视场的96%)及遮光板尺寸,并分析了光阑对太阳矢量确定精度的影响。相关分析为太阳敏感器的工程应用提供了指导。 展开更多

关键词 差分式太阳敏感器 太阳矢量确定 有效视场 遮光板

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基于太阳电池片的全天球太阳矢量确定及在双矢量定姿中的应用

13

作者 高海云 张科科 +3 位作者 夏喜旺 徐文明 孙宁 孙国文 《电子设计工程》 2020年第3期124-128,共5页

文章介绍了一种基于体装式太阳电池片的全天球太阳矢量确定算法,采用太阳电池片全向覆盖卫星的安装方式,不但可以解放太阳敏感器的安装约束条件和视场限制,而且在此基础上将太阳电池片确定的太阳矢量应用于结合磁矢量的双矢量定姿算法... 文章介绍了一种基于体装式太阳电池片的全天球太阳矢量确定算法,采用太阳电池片全向覆盖卫星的安装方式,不但可以解放太阳敏感器的安装约束条件和视场限制,而且在此基础上将太阳电池片确定的太阳矢量应用于结合磁矢量的双矢量定姿算法。通过仿真试验和数据分析,结果表明本文的设计完全能够实现针对卫星的姿态的确定,具有重要的工程实践意义。 展开更多

关键词 太阳矢量确定 全天球捕获 双矢量定姿算法

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全天球太阳矢量确定算法及在速率阻尼中的应用

14

作者 高海云 刘善伍 +2 位作者 陈宏宇 王江秋 张学钢 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第2期48-52,82,共6页

介绍了一种全天球太阳矢量确定算法,算法采用的敏感器组件可以减少敏感器安装的约束条件,并在此基础上设计了一种基于太阳矢量的角速度阻尼算法,能够有效解决地磁矢量测量精度对于阻尼算法的影响。仿真结果表明算法能够确定任意姿态下... 介绍了一种全天球太阳矢量确定算法,算法采用的敏感器组件可以减少敏感器安装的约束条件,并在此基础上设计了一种基于太阳矢量的角速度阻尼算法,能够有效解决地磁矢量测量精度对于阻尼算法的影响。仿真结果表明算法能够确定任意姿态下的太阳矢量和地磁矢量低测量精度下的角速度阻尼,具有重要的工程实践意义。 展开更多

关键词 太阳矢量确定 全天球捕获 角速率阻尼

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太阳辐射监测仪跟踪引导系统的设计 被引量：6

15

作者 姜明 王玉鹏 +2 位作者 方伟 杨振岭 骆杨 《电子测量技术》 2013年第9期84-88,共5页

为了在地面测试星载太阳辐射监测仪在轨对日跟踪性能,设计了太阳辐射监测仪跟踪引导系统。研究了太阳方位矢量在太阳辐射监测仪本体坐标系中的角度变化,通过坐标转化计算出其变化量及变化趋势,在此基础上提出了两轴联动二维度的引导方... 为了在地面测试星载太阳辐射监测仪在轨对日跟踪性能,设计了太阳辐射监测仪跟踪引导系统。研究了太阳方位矢量在太阳辐射监测仪本体坐标系中的角度变化,通过坐标转化计算出其变化量及变化趋势,在此基础上提出了两轴联动二维度的引导方法。基于太阳敏感器工作原理,构建了跟踪引导模型,并给出了跟踪精度要求。最后利用跟踪引导机构和电控系统组成的跟踪引导系统引导太阳辐射监测仪进行了跟踪实验。实验结果表明:太阳辐射监测仪跟踪过程无断点,俯仰方向连续跟踪夹角小于0.07°,偏航方向小于0.04°,合成跟踪精度优于0.09°。该系统能够连续稳定引导太阳辐射监测仪进行跟踪测量,且满足太阳辐射监测仪在轨跟踪精度要求。 展开更多

关键词 太阳辐射监测仪 跟踪引导系统 太阳方位矢量 太阳敏感器 跟踪精度

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基于FLCM的太阳Stokes矢量偏振测量术

16

作者 史永基 史建军 史红军 《液晶与显示》 CAS CSCD 2003年第4期302-305,共4页

利用两个标准λ/2FLCM(铁电液晶调制器)提出了太阳Stokes矢量偏振测量术。在不同的调制相位间隔测量4次光强便可导出全部Stokes矢量。利用FLC容易实现高调制频率(几千Hz)。这种偏振测量术的测量装置没有机械运动部件,不能引起杂散光效应... 利用两个标准λ/2FLCM(铁电液晶调制器)提出了太阳Stokes矢量偏振测量术。在不同的调制相位间隔测量4次光强便可导出全部Stokes矢量。利用FLC容易实现高调制频率(几千Hz)。这种偏振测量术的测量装置没有机械运动部件,不能引起杂散光效应,与快速解调器相结合在可见光范围内测量精度非常高。理论分析与实验结果符合很好。 展开更多

关键词 铁电液晶调制器 太阳Stokes矢量 偏振测量术 FLCM 压弹调制器

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太阳光入射矢量动态特性分析

17

作者 戴贵龙 张慈枝 +1 位作者 叶靖 侯根富 《福建工程学院学报》 CAS 2016年第3期244-248,共5页

根据太阳运动轨迹,结合集热器盖板的辐射传输理论,在地平坐标系内建立太阳光动态入射矢量与半透明介质的一体化光束传输模型。研究结果表明,夏季建筑南墙整日太阳照射强度弱,而西墙下午太阳照射强且时间长;集热器月阶段性最佳倾角约为... 根据太阳运动轨迹,结合集热器盖板的辐射传输理论,在地平坐标系内建立太阳光动态入射矢量与半透明介质的一体化光束传输模型。研究结果表明,夏季建筑南墙整日太阳照射强度弱,而西墙下午太阳照射强且时间长;集热器月阶段性最佳倾角约为当地纬度与该月太阳赤纬之差,年均最佳倾斜角约为当地纬度值(福州26°)。 展开更多

关键词 集热器 太阳光矢量 动态特性 系统优化

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