本發(fā)明涉及星載紅外地球敏感器的地面檢測(cè)技術(shù)，特別是指一種適用于線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器的地球模擬器姿態(tài)模擬方法，它適用于對(duì)線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器的地面檢測(cè)時(shí)的姿態(tài)模擬。

背景技術(shù)：

紅外地球敏感器，是基于地球紅外輻射敏感原理的衛(wèi)星姿態(tài)光學(xué)敏感器，可用于航天器相對(duì)于地球局地垂線的俯仰、滾動(dòng)姿態(tài)角信號(hào)的測(cè)量、初始狀態(tài)時(shí)航天器對(duì)地球的捕獲和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)航天器的姿態(tài)控制。

根據(jù)紅外地球敏感器內(nèi)部是否含機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)，可分為掃描式和靜態(tài)兩類：其中掃描式又可分為圓錐掃描式(單圓錐、雙圓錐)和擺動(dòng)掃描式兩種，而靜態(tài)則分為線陣和面陣兩種。

其中線陣紅外地球敏感器中探測(cè)器位于光學(xué)系統(tǒng)的焦平面上，屬于凝視型結(jié)構(gòu)。當(dāng)航天器運(yùn)行于地球上空時(shí)，從太空航天器上觀察地球時(shí)，得到相當(dāng)于在4K冷背景中的一個(gè)平均亮溫約為220K～240K的圓盤(pán)，圓盤(pán)的邊緣稱為地平圓。航天器運(yùn)行于地球上空時(shí)，紅外地球敏感器通過(guò)線列陣紅外探測(cè)器檢測(cè)地平圓的4個(gè)方位上14μm～16.25μm波段的地球紅外輻射能量，確定線列陣紅外探測(cè)器對(duì)應(yīng)地平圓4個(gè)點(diǎn)的方位角位置，根據(jù)之間的幾何關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)的測(cè)量，得到航天器相對(duì)于地球當(dāng)?shù)卮咕€的俯仰角和滾動(dòng)角。

因紅外地球敏感器在軌觀測(cè)對(duì)象為地球，地面無(wú)法直接進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。為了保證在軌的正常、正確使用，地面對(duì)紅外地球敏感器進(jìn)行性能測(cè)試是必然的。所以設(shè)計(jì)線陣紅外地球敏感器地球模擬器(模擬光信號(hào)，提高光激勵(lì)源)，用以匹配相應(yīng)紅外地球敏感器的測(cè)試和使用需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器產(chǎn)品提供一種適合地面檢測(cè)用的地球模擬器的姿態(tài)模擬方法。

所述的地球模擬器包括四個(gè)地球邊界紅外輻射模擬單元1、四個(gè)姿態(tài)模擬單元2和系統(tǒng)控制單元3。通過(guò)系統(tǒng)控制單元3控制姿態(tài)模擬單元2帶動(dòng)地球紅外輻射模擬單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，模擬不同姿態(tài)的角度變化，從而實(shí)現(xiàn)在線列陣紅外地球敏感器地面測(cè)試及標(biāo)校。

一種用于線陣地球敏感器的地球模擬器姿態(tài)模擬方法步驟如下：

(1)設(shè)置地球邊界紅外輻射模擬單元熱板與冷光闌的溫差T；

(2)計(jì)算弧擺臺(tái)A的運(yùn)動(dòng)角度θ_A，其中P為要模擬的俯仰姿態(tài)角，R為要模擬的滾動(dòng)姿態(tài)角；

(3)計(jì)算弧擺臺(tái)B的運(yùn)動(dòng)角度θ_B，

(4)計(jì)算弧擺臺(tái)C的運(yùn)動(dòng)角度θ_C，

(5)計(jì)算弧擺臺(tái)D的運(yùn)動(dòng)角度θ_D，

(6)計(jì)算弧擺臺(tái)A的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度并控制弧擺臺(tái)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，Δθ_A＝θ_A-θ_A0，其中θ_A0為上一狀態(tài)弧擺臺(tái)A的所得的運(yùn)動(dòng)角度；

(7)計(jì)算弧擺臺(tái)B的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度并控制弧擺臺(tái)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，Δθ_B＝θ_B-θ_B0，其中θ_B0為上一狀態(tài)弧擺臺(tái)B的所得的運(yùn)動(dòng)角度；

(8)計(jì)算弧擺臺(tái)C的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度并控制弧擺臺(tái)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，Δθ_C＝θ_C-θ_C0，其中θ_C0為上一狀態(tài)弧擺臺(tái)C的所得的運(yùn)動(dòng)角度；

(9)計(jì)算弧擺臺(tái)A的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度并控制弧擺臺(tái)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，Δθ_D＝θ_D-θ_D0，其中θ_D0為上一狀態(tài)弧擺臺(tái)D的所得的運(yùn)動(dòng)角度。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于：有效解決了線陣紅外地球敏感器地面姿態(tài)測(cè)試問(wèn)題，為線陣紅外地球敏感器提供了一種的地面測(cè)試手段。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明地球模擬器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明模擬方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】

下面通過(guò)實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

1、首先要模擬空間地球紅外輻射；通過(guò)電加熱方式并利用溫度控制器控制地球紅外輻射模擬單元中的熱板和冷板的溫差為T(mén)＝33.5°。

2、初始姿態(tài)(俯仰姿態(tài)角P＝0°和滾動(dòng)姿態(tài)角R＝0°)下，四個(gè)弧擺臺(tái)的運(yùn)動(dòng)角度均為0°。

3、進(jìn)行俯仰姿態(tài)角P＝5°和滾動(dòng)姿態(tài)角R＝-5°的姿態(tài)模擬，根據(jù)姿態(tài)模擬方法中提出的計(jì)算公式，得出四個(gè)弧擺臺(tái)的運(yùn)動(dòng)角度分別為：

4、根據(jù)姿態(tài)模擬方法中提出的計(jì)算公式，得出四個(gè)弧擺臺(tái)所需的旋轉(zhuǎn)角度分別為：Δθ_A＝7.07107；Δθ_B＝0.00000；Δθ_C＝-7.07107；Δθ_D＝0.00000。

通過(guò)系統(tǒng)控制單元為處理器控制四個(gè)弧擺臺(tái)分別旋轉(zhuǎn)上述角度來(lái)實(shí)現(xiàn)地球模擬器對(duì)姿態(tài)的模擬。

如上所述的實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，其目的在于使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本專利的范圍并不僅局限于上述具體實(shí)施例，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍。