专利名称：航天器整体磁矩的估算方法
技术领域：
本发明属于航天器的磁性控制领域，具体涉及一种通过航天器各部组件的磁矩来估算出航天器整体磁矩的方法。
背景技术：
对于中低轨道的航天器，一般都有磁矩控制要求，以降低其服役过程中磁干扰力矩的影响。目前通常采用的方法是进行系统级磁试验，直接测量和控制航天器磁矩。但是由于某些原因，例如航天器尺寸超大，无法进行系统级磁矩测量；或者在研制初期，就需要初步了解航天器磁矩，这都无法通过系统级试验技术去获得航天器磁矩，因此需要应用航天器磁矩估算技术。但是一般的磁矩计算方法，需要从材料特性、元器件布置、线路设计等最微小的单元开始建模。航天器是一个复杂工程，内部设备和线路量多而复杂，采用有限元等数值仿真方法建模计算基本不可能。因此，通过航天器各部组件的磁矩经过估算获得航天器的整体磁矩是非常经济有效的方法，也具有显著的实用价值。航天器是一个非常复杂的系统，由数以万计的元器件、结构件和线路组成；即使一个部件，也由很多的元器件组成，其内部结构，很难精细掌握。对于不能够进行系统级磁试验的航天器，即使利用现有的磁矩计算方法，也基本无法完成磁性建模和计算并得到航天器磁矩。

发明内容
本发明的目的是提供一种无需进行实际模拟试验而能通过航天器各部组件的磁矩来估算出航天器整体磁矩的方法。为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案一种航天器整体磁矩的估算方法，用于已知航天器部组件磁矩及其在卫星中排列位置时的估算，主要包括以下步骤I)通过《QJ2630. 4-96卫星组件空间环境试验方法磁试验》的测试方法由磁试验获得已知航天器部组件的磁矩 (mx, my, mz);2)在所有航天器部组件的排列位置已知的情况下，任意一个部组件在其坐标系下的磁矩为)，而在航天器坐标系下，其坐标系倾角为Θ，方位角为0，将
部组件磁矩分量mx，my, mz变换到航天器坐标系下先沿Z轴旋转，
权利要求
1.一种航天器整体磁矩的估算方法，用于已知航天器部组件磁矩及其在卫星中排列位置时的估算，主要包括以下步骤1)通过《QJ2630.4-96卫星组件空间环境试验方法磁试验》的测试方法由磁试验获得已知航天器部组件的磁矩 (mx, my, π ζ); 2)在所有航天器部组件的排列位置已知的情况下，任意一个部组件在其坐标系下的磁矩为%"，Wz；)，而在航天器坐标系下，其坐标系倾角为θ，方位角为炉，将部组件磁矩分量mx，my, mz变换到航天器坐标系下 先沿Z轴旋转，
2.如权利要求I所述的航天器整体磁矩的估算方法，其中，航天器整体磁矩受各部组件之间感应磁矩影响变化量小于5 %。
3.一种航天器整体磁矩的估算方法，用于已知航天器相似部件且未知排列位置时的估算，主要包括以下步骤 I)在航天器设计阶段，已知部组件组成，但未知部组件磁矩的情况下，根据相似部件的磁矩测试结果和航天器的设计需要给定每个部组件的磁矩合量值Mi ；2)各部组件的排列位置按照麦克斯维分布进行统计，从而得到航天器整体的磁矩为M 航天器=α · (Μ!+Μ2+Μ3+Κ) 式中——航天器磁矩合量值； MiQ = 1,2,3.....)-部组件磁矩合量值；α—航天器部组件排列系数； 其中，航天器部件排列系数在O I之间，其取值根据航天器尺度、部组件数量及部组件排列控制情况而定。
4.如权利要求3所述的航天器整体磁矩的估算方法，其特征在于，α为O.4 O. 6。
5.如权利要求4所述的航天器整体磁矩的估算方法，其特征在于，对于资源卫星，其部组件排列系数为O. 5。
6.如权利要求4所述的航天器整体磁矩的估算方法，其特征在于，对于探测卫星，经部组件排列优化，其部件排列系数为O. 3。
全文摘要
本发明分别公开了用于已知航天器部组件磁矩及其在卫星中排列位置时和用于已知航天器相似部组件磁矩且未知排列位置时航天器整体磁矩的估算方法。该方法无需对尺度超过5m的超大型航天器进行磁矩测量，通过对航天器各部件(舱段)的测试，就能够准确估算航天器整体的磁矩，对于型号任务具有重要作用。另外为了加强航天器磁性控制水平，降低研制成本，在型号设计阶段，就利用部件磁性测试结果，估算航天器磁矩并优化其磁特性，也特别有工程使用价值。
文档编号G01R33/12GK102819000SQ20121025463
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者易忠, 肖琦, 孟立飞, 史尧宜 申请人:北京卫星环境工程研究所