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有了新“司机”卫星姿态更稳定

齐鲁晚报     2021年07月06日
  作为一颗晨昏轨道气象卫星,风云三号E星始终运行在地球的晨昏线上,并通过星上载荷——各种仪器设备对地球进行气象观测。姿轨控分系统就好比卫星的司机,要稳定地驾驶卫星运行在任务轨道上;载荷则好比乘客,用相机不停地对地球进行拍照,因此需要卫星运行得足够稳。
  据了解,风云三号E星安装有十余种有效载荷,活动部件多达32个,是目前所有风云卫星里活动部件最多的,这对卫星平台的高稳定度控制是极大挑战。
  “如此多的活动部件,不仅会对卫星姿态控制产生干扰,还很容易激发太阳电池阵的挠性振动。这就好比乘客是一群调皮好动的孩子,他们在卫星上又蹦又跳,不停转圈,偶尔还拽拽司机的胳膊,非常考验司机的驾驶水平。”姿轨控主任设计师刘刚笑着说道。
  为此,风云三号E星姿轨控分系统在继承风云三号D星主体技术方案的基础上,采用了稳态偏置动量三轴轮控的主动控制,以长期保持稳定的三轴对地定向姿态。同时,采用双星敏感器姿态确定方案,并改进了控制算法,加入了参数自适应调整功能,在进一步提高姿态确定和姿态控制精度的同时,规避太阳电池阵的挠性振动,使卫星能够始终保持较高的姿态稳定度。
  此外,由于风云三号E星需要进行全球天气云图探测,而卫星在我国上空飞行时间仅为21分钟左右,因此大量的境外载荷数据需要被完好地记录于卫星内部数传终端机中,待卫星飞回国内上空时高速下传至地面站。
  相比风云三号02批,风云三号E星载荷精度提高了,导致需要存储载荷的数量大幅增加,为保证天气预报的时效性,只有提升下传速率才能在有限的时间内快速传回全球云图。
  因此,风云三号E星的对地传输速率较风云三号02批卫星整整翻了一倍。


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