一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法技术

本发明专利技术公开了一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，通过卫星高度遍历测试，确定卫星垂直于地面方向磁场赤道面位置；根据高度遍历结果开展数据分析，确定卫星磁矩测试高度；根据确定的卫星磁矩测试高度设置磁测试采集传感器；根据确定的卫星磁矩测试高度和采集传感器状态设置开展不同任务工况下卫星总磁矩测试；通过本方法可确定含有强磁载荷卫星的磁矩测试传感器选择的高度位置；通过本方法可扩大卫星磁矩测试方法的适用性，提高含有强磁载荷卫星的磁矩测试精度。星的磁矩测试精度。星的磁矩测试精度。

【技术实现步骤摘要】
一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法


[0001]本专利技术属于航天器
，具体涉及一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法。

技术介绍

[0002]对于近地轨道卫星，在地磁场作用下会产生影响卫星姿态的力矩。在轨卫星受到的磁力矩与地球磁场强度、卫星总磁矩成正比。因此，在地球磁场环境中，为减少磁力矩的干扰，卫星设计和研制过程中需要根据卫星姿态控制要求，控制卫星总磁矩在一定的约束范围内。通过在卫星磁矩测试试验，确保卫星的总磁矩的准确测量并采用补偿措施使其达到设计要求。
[0003]现有卫星磁矩测试方法主要通过磁场作图法，通过采用距离航天器一定距离的磁强传感器，测量航天器周围空间的磁场，对作为转角函数的分布磁场进行数学反演，求出卫星磁矩。目前，卫星常用的磁矩测量方法包括磁偶极子法(远场法)、球面作图法、赤道作图法(近场分析法)。详见GB/T 32307《航天器磁性评估和控制方法》、GJB 7679《航天器磁设计及磁试验方法》、QJ 20003《航天器磁性检测方法》等。
[0004]随着航天事业的发展，卫星的功能和组成愈加复杂，部分卫星为实现国土资源勘探、气象观测等功能，卫星组成设计包含强永磁体等强磁材料，且卫星存在整星结构尺寸大、强磁载荷布局位置远远偏离整星几何中心的情况，其总磁矩按目前方法难以精确测量。
[0005]根据卫星磁试验相关标准，常规卫星目前磁矩测试方法主要有偶极子法(远场法)、球面作图法、赤道作图法(近场分析法)：
[0006]1)偶极子法(远场法)要求测试距离充分大，测试精度较低，一般判定卫星的磁矩量级，不建议作为卫星剩磁矩精确测量方法。
[0007]2)球面作图法适用于可倒置的卫星，对于具有结构尺寸较大、重量较重且不能翻转等特点的卫星不适用。
[0008]3)赤道作图法(近场分析法)为相对大体积卫星磁矩测试的主要方法，但由于测试方法要求选择卫星几何中心，对于强磁载荷偏心布局、磁源分布复杂的卫星垂向磁矩测试测试精度难以保证。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，可确定含有强磁载荷卫星的磁矩测试传感器选择的高度位置，提高含有强磁载荷卫星的磁矩测试精度。
[0010]一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，包括：
[0011]第一步，卫星高度遍历测试，确定卫星垂直于地面方向磁场赤道面位置：
[0012]1)将磁传感器放置在高于卫星顶部位置；
[0013]2)卫星放置于测试区外；
[0014]3)每个磁传感器进行背景磁场测试；
[0015]4)磁传感器背景测试结束，将卫星推入测试区；
[0016]5)磁传感器对受卫星磁载荷影响的磁场进行磁场测试；
[0017]6)测试结束，卫星推离测试区；
[0018]7)测试背景磁场和受卫星磁载荷影响的磁场，对两者求取差值，即为卫星磁载荷产生的净磁场；
[0019]8)沿高度方向下移磁传感器，重复2)～7)，直至传感器单元高度调节至卫星底部；
[0020]第二步，根据高度遍历结果，开展数据分析：
[0021]若磁感应强度呈现正负方向无变化、大小由增到减趋势，则以磁感应强度测试最大处选择为磁源作为卫星磁矩测试高度；若磁感应强度呈现正负变化现象，则以磁感应强度为零区域作为卫星磁矩测试高度；
[0022]第三步，根据分析结果，确定卫星磁矩测试高度设置磁测试采集传感器；
[0023]第四步，根据确定的卫星磁矩测试高度和采集传感器状态设置开展不同任务工况下卫星总磁矩测试。
[0024]较佳的，磁场测试过程中，采用环境磁传感器同步监测，若环境波动大于设定阈值，则本次数据结果无效，等试验条件满足要求时再进行测试。
[0025]较佳的，采用若干等距排列、且相对于卫星放置平面平行的磁传感器组成传感器组，对磁场进行测试。
[0026]较佳的，采用多个传感器组在高度上等距排列，构成传感器单元，对磁场进行测试。
[0027]较佳的，4个三分量磁传感器构成一组，三组构成一个传感器单元。
[0028]本专利技术具有如下有益效果：
[0029]本专利技术提供一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，通过卫星高度遍历测试，确定卫星垂直于地面方向磁场赤道面位置；根据高度遍历结果开展数据分析，确定卫星磁矩测试高度；根据确定的卫星磁矩测试高度设置磁测试采集传感器；根据确定的卫星磁矩测试高度和采集传感器状态设置开展不同任务工况下卫星总磁矩测试；通过本方法可确定含有强磁载荷卫星的磁矩测试传感器选择的高度位置；通过本方法可扩大卫星磁矩测试方法的适用性，提高含有强磁载荷卫星的磁矩测试精度。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的高度遍历磁测试布局示意图；
[0031]图2为本专利技术的方法流程图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0033]本专利技术方案基于赤道作图法(近场分析法)，如图1所示，采用若干等距排列、且相对于卫星放置平面平行的磁传感器组成传感器组，从高于卫星顶部开始，每隔设置步长沿沿放置平面垂直的方向向下移动，直到到达卫星的底部；每到达一个高度，每个磁传感器测量所在位置的磁感应强度。
[0034]为了提高测试效率，本专利技术采用多个传感器组在高度上等距排列，构成传感器单
元，每次沿高度方向移动整个传感器单元，则可以以更短的时间完成测试。本实施例中，4个三分量传感器构成一组，三组构成一个单元，相邻两组之间间隔0.3m设置。其中，初始测试状态下，中间一组传感器位置覆盖卫星顶部，通过高度遍历测试值卫星底部。
[0035]通过高度遍历测试采集磁感应强度，根据磁感应强度随高度的变化，判断磁场方向的变化和磁源的位置。根据判别出的磁源位置，采用磁矩测试采集传感器对准磁源中心位置或者磁感应强度方向反转等位置，通过赤道作图法进行磁矩测量，相比于对准卫星几何中心测试可提高测试精度。
[0036]如图2所示，本专利技术的一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，其步骤如下：
[0037]第一步，卫星高度遍历测试，确定卫星垂直于地面方向磁场赤道面位置。
[0038]1)将一组传感器或者一个传感器单元放置在初始测试位置，预热半小时；
[0039]2)卫星放置于测试区外；
[0040]3)每个磁传感器进行背景磁场测试；
[0041]4)磁传感器背景测试结束，将卫星推入测试区；
[0042]5)磁传感器对受卫星磁载荷影响的磁场进行磁场测试；
[0043]6)测试结束，卫星推离测试区；
[0044]7)对采集的数据进行处理，给出此步测试结果；
[0045]8)试验期间，环境磁传感器同步监测，若环境波动大于3nT，则本次数据结果无效，应等试验条件满足要求时再进行测试；
[0046]9)根据步长要求同时磁传感器组或者传感器单元的高度，重复2)～9)，直至传感器单元高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种承载强磁载荷卫星磁矩测试方法，其特征在于，包括：第一步，卫星高度遍历测试，确定卫星垂直于地面方向磁场赤道面位置：1)将磁传感器放置在高于卫星顶部位置；2)卫星放置于测试区外；3)每个磁传感器进行背景磁场测试；4)背景磁场测试结束，将卫星推入测试区；5)磁传感器对受卫星磁载荷影响的磁场进行磁场测试；6)测试结束，卫星推离测试区；7)针对磁传感器测得的背景磁场和受卫星磁载荷影响的磁场，对两者求取差值，即为卫星磁载荷产生的净磁场；8)沿高度方向下移磁传感器，重复2)～7)，直至磁传感器单元高度调节至卫星底部；第二步，根据高度遍历结果，开展数据分析：若卫星磁载荷产生的净磁场磁感应强度呈现正负方向无变化、大小由增到减趋势，则以磁感应强度测试最大处选择为磁源作为卫星磁矩测试高度；若磁感应强度呈现正负变化现象，则以磁感应强度为零区域作为卫星磁矩测试高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚凯翔，陈铮，王义元，曹斌，于格，赵志明，吴卫权，孙晓春，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：