一种不借助零磁线圈的星载磁强计校准方法
2021-05-12吴卫权孙晓春郑祥敏周雪琴
航天器环境工程 2021年2期
吴卫权,陈 丽,孙晓春,王 浩,郑祥敏,王 韬,周雪琴
(上海卫星装备研究所,上海 200240)
0 引言
星载磁强计是装载在卫星上的向量型磁敏感器,其没有活动部件,不受视场范围限制,具有质量小、功耗低、使用寿命长的特点,既可作为有效载荷类仪器用于空间磁场探测(本文不涉及该类仪器讨论),又可作为低地球轨道卫星姿态控制系统的重要测量部件,用来测定卫星所处位置地磁场的大小和方向,以测得的数据信号与地磁场模型比对即可推算出卫星姿态信息。星载磁强计测量数据的正确与否是影响卫星在轨姿态运行控制的重要因素之一,直接影响卫星运行的可靠性。星载磁强计的输出包含3 个部分:卫星轨道位置上地磁场强度的真实值;卫星自身剩余磁场对磁强计的干扰值(也称常值偏置);磁强计测量噪声(也称零偏)。在某些情况下,卫星姿态算法常把磁强计偏置(零偏+常值偏置)扩充为新的状态量来估计,因此必须确定和控制影响磁强计测量精度的偏置值。
为提高磁强计测量精度,减少姿态估算误差,磁强计研制完成后须在地面进行严格校准,以控制磁强计本身的零偏误差(由仪器量程、分辨率、稳定性等技术特性引起),验证其是否符合任务书提出的技术要求。
针对以往类似磁测仪器标定必须在零磁实验室条件下(或中、小型零磁线圈中)进行检测的技术条件限制和缺陷[1-2],本文借助于高精度地面磁强计磁传感器及由螺线管、高精度电源、多层屏蔽筒构成的标准磁场发生装置,即时进行星载磁强计的比对校准试验。……
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