一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，具体涉及一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法。

背景技术

卫星内部各单机布局时，受限于小卫星的空间限制，磁强计与磁力矩器、驱动电机等磁干扰源距离较近，磁场测量值受干扰的问题。提出了一种利用卫星装载的磁强计测量卫星内部磁干扰的算法，实现卫星内部常值磁干扰的标定补偿，通过卫星在转台不同位置的磁强计测量地磁场据，拟合计算得到卫星本体三轴在磁强计安装位置的干扰量，可消除卫星在轨工作时的内部常值磁干扰影响。

目前，利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法未见研究。

发明内容

为了解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供了一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法，解决卫星受限于内部空间限制，磁强计与蓄电池、驱动电机等磁干扰源距离较近，磁场测量值受干扰的问题。

本发明提供了一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法，所述磁强计设置在卫星内；所述方法包括：

从所述卫星的至少一轴中选择轴；

将选择的轴设置在转台上，记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值；

重新从所述卫星的其他轴中选择轴，并将重新选择的轴设置在所述转台上，记录所述磁强计在重新选择的轴上测量的地磁场数值，直至记录所述磁强计在多个轴上测量的地磁场数值；

根据所述磁强计在多个轴上测量的地磁场数值计算得到所述卫星多轴在所述磁强计安装位置处的磁场干扰量。

可选地，所述将选择的轴设置在转台上，记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：

将选择的轴垂直设置在所述转台上；

使所述卫星各单机按照在轨状态加电；

转动所述转台第一设定角度；

记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

可选地，所述第一设定角度为360°。

可选地，所述记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：

等第一间隔记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

可选地，所述第一间隔为10°。

可选地，所述将重新选择的轴设置在所述转台上，等间隔位置记录所述磁强计在重新选择的轴上测量的地磁场数值，包括：

将重新选择的轴垂直设置在所述转台上；

使所述卫星各单机按照在轨状态加电；

转动所述转台第一设定角度；

记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

可选地，所述第一设定角度为360°。

可选地，所述记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：

等第二间隔记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

可选地，所述第二间隔为10°。

可选地，所述方法还包括：

根据所述所述卫星多轴在所述磁强计安装位置处的磁场干扰量对所述卫星内部的磁场干扰量进行标定补偿。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明利用卫星装载的磁强计，测量置于转台的卫星在不同旋转角度下的地磁场信息，计算得到卫星内部磁干扰量，可消除卫星在轨工作时的内部常值磁干扰影响，该方法不依赖于无磁环境，无需附加的测量设备，操作简单，卫星在轨验证方法有效。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明专利实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中磁强计标定星体内部磁场干扰流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施方式。虽然附图中显示了本发明的实施方式，但是应该理解的是，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种设定角度/间隔，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的设定角度/间隔彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一设定角度/间隔也可以被称为第二设定角度/间隔，类似地，第二设定角度/间隔也可以被称为第一设定角度/间隔。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例提供了一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法，实现卫星内部常值磁干扰的标定补偿，拟合计算得到卫星本体多轴在磁强计安装位置处的干扰量。

下文将结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细描述。

请参阅图1，本实施例提供了一种利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法，所述磁强计设置在卫星内，主要解决卫星受限于内部空间限制，磁强计与蓄电池、驱动电机等磁干扰源距离较近，磁场测量值受干扰的问题，提出了一种利用卫星装载的磁强计标定卫星内部磁干扰的方法，实现卫星内部常值磁干扰的标定补偿，该方法是通过放置卫星于转台，模拟在轨卫星及各单机加电工作状态，旋转转台360度时等间隔10度位置处记录磁强计测量的地磁场数据，拟合计算得到卫星本体三轴在磁强计安装位置处的干扰量。

本实施例中，利用磁强计标定星体内部磁场干扰量的方法主要包括：从所述卫星的至少一轴中选择轴；将选择的轴设置在转台上，记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值；重新从所述卫星的其他轴中选择轴，并将重新选择的轴设置在所述转台上，记录所述磁强计在重新选择的轴上测量的地磁场数值，直至记录所述磁强计在多个轴上测量的地磁场数值；根据所述磁强计在多个轴上测量的地磁场数值计算得到所述卫星多轴在所述磁强计安装位置处的磁场干扰量。

本实施例中，所述将选择的轴设置在转台上，记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：将选择的轴垂直设置在所述转台上；使所述卫星各单机按照在轨状态加电；转动所述转台第一设定角度；记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

优选地，所述第一设定角度为360°。

本实施例中，所述记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：等第一间隔记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

优选地，所述第一间隔为10°。

本实施例中，所述将重新选择的轴设置在所述转台上，等间隔位置记录所述磁强计在重新选择的轴上测量的地磁场数值，包括：将重新选择的轴垂直设置在所述转台上；使所述卫星各单机按照在轨状态加电；转动所述转台第一设定角度；记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

优选地，所述第一设定角度为360°。

本实施例中，所述记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值，包括：等第二间隔记录所述磁强计在选择的轴上测量的地磁场数值。

优选地，所述第二间隔为10°。

本实施例中，所述方法还包括：根据所述所述卫星多轴在所述磁强计安装位置处的磁场干扰量对所述卫星内部的磁场干扰量进行标定补偿。

以下将以一个具体的应用进行示例性说明。

第一步，将卫星X轴垂直转台放置，卫星各单机按照在轨状态加电，转动转台360度，等间隔10度记录磁强计测量的地磁场数值；第二步，将卫星Y轴垂直转台放置，卫星各单机按照在轨状态加电，转动转台360度，等间隔10度记录磁强计测量的地磁场数值；第三步，将卫星Z轴垂直转台放置，卫星各单机按照在轨状态加电，转动转台360度，等间隔10度记录磁强计测量的地磁场数值；第四步，计算卫星本体三轴在磁强计安装位置的磁场干扰量。

计算卫星本体三轴在磁强计安装位置的磁场干扰量的具体过程如下：

a(磁强计测量值)＝a1(星体内部干扰)+a2(地磁场+环境外干扰)

a2(地磁场+环境外干扰)的测量值在一次测试过程中是稳定的，并且不随测试转台的转动而变化，因此将两者的和作为外部磁场，理论上这一外部磁场在转台旋转过程中的每个位置都不相同，但对角位置应互为负值，X轴、Y轴和Z轴方向外部磁场分别记为：Xa(0°,10°,20°…350°)、Ya(0°,10°,20°…350°)和Za(0°,10°,20°…350°)。

a1(星体内部干扰)受星上工作状态影响，不同的工作状态和开关机状态，内部磁场的干扰量各不相同，但这一值在同一个测试过程中为定值，对应轴方向上的磁场干扰会随转台旋转而同步改变方向，但大小不变，X轴、Y轴和Z轴方向的星体内部磁场干扰量分别记为：Xa1、Ya1和Za1。

磁强计三轴的测量值为：

Xa2(n°)＝-Xa2((n+180)°)

Ya2(n°)＝-Ya2((n+180)°)

Za2(n°)＝-Za2((n+180)°)

可得星体内部磁强计安装出的三轴磁场干扰量：

其中，(n＝(0°，10°，20°...170°)。

依次将卫星本体三轴垂直于转台放置，模拟卫星在轨工作状态，将卫星及各单机加电，转台旋转360度，等间隔10度记录磁强计测量的地磁场数值，测试完成后得到三组卫星磁强计测量地磁场的数据，拟合三组曲线，根据磁强计测量地磁场数值的相位关系，计算得到卫星本体三轴在磁强计安装位置的磁场干扰量，采用软件补偿方式消除常值干扰影响。本实施例采用的技术可以实现卫星磁强计对星体内部磁场干扰量的标定补偿。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内做出的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。