本專(zhuān)利涉及星載紅外地球敏感器的地面測(cè)試設(shè)備。具體涉及一種適用于線陣紅外地球敏感器檢測(cè)手段，新型模擬地球輻射源的產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)：

紅外地球敏感器一種是利用地球自身的紅外輻射來(lái)測(cè)量航天器相對(duì)于當(dāng)?shù)卮咕€或者當(dāng)?shù)氐仄椒轿坏淖藨B(tài)敏感器，也稱(chēng)地平儀。目前紅外地球敏感器主要有3種形式：地平穿越式、邊界跟蹤式和輻射熱平衡式。線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器是一種典型的輻射熱平衡式地球敏感器，因?yàn)闆](méi)有運(yùn)動(dòng)部件，體積和質(zhì)量較小，功耗低，特別適合長(zhǎng)壽命飛行任務(wù)，廣泛應(yīng)用于對(duì)地定向偵探、氣象、通訊、地資等人造衛(wèi)星上。

線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)地球敏感器)一般具有等間隔對(duì)稱(chēng)分布的4個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)分別接收來(lái)自地球不同部分的紅外輻射，通過(guò)對(duì)每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)接收到的不同紅外輻射能量進(jìn)行分析而得出航天器姿態(tài)。例如地球敏感器當(dāng)所有光學(xué)系統(tǒng)接收能量相等時(shí)，表示航天器姿態(tài)角為零。當(dāng)前后兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)接收能量不相等時(shí)，表示航天器在俯仰軸有姿態(tài)偏差；同樣地，當(dāng)左右兩個(gè)視場(chǎng)接收能量不相等時(shí)，表示在滾動(dòng)軸有姿態(tài)偏差。

地球敏感器的性能和精度將直接影響衛(wèi)星在軌道上的工作狀態(tài)。為了對(duì)地球敏感器進(jìn)行性能測(cè)試及精度標(biāo)定，必須在地面上為其開(kāi)發(fā)一套專(zhuān)用的性能測(cè)試設(shè)備，即地球模擬器，模擬出地球敏感器在不同軌道、不同姿態(tài)下運(yùn)行時(shí)看到的地球紅外圖像，實(shí)現(xiàn)地球敏感器性能指標(biāo)的地面測(cè)試評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專(zhuān)利的目的在于為不同線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器提供一種適合在地面進(jìn)行性能測(cè)試及精度標(biāo)定的地球模擬器，實(shí)現(xiàn)地球敏感器性能指標(biāo)的地面測(cè)試評(píng)估，提高地球模擬器的通用性。

本專(zhuān)利是一種用于不同線陣紅外地球敏感器姿態(tài)測(cè)量的地球模擬器包括四個(gè)地球邊界紅外輻射模擬單元1、升降單元2、四個(gè)平移單元3、四個(gè)姿態(tài)模擬單元4和系統(tǒng)控制單元5；

所述地球邊界紅外輻射模擬單元中加熱薄膜1-5粘貼在熱板1-7上，加熱薄膜隔熱板1-4覆蓋于加熱薄膜1-5上通過(guò)螺釘與熱板1-7連接固定，熱板1-7 與冷光闌1-2通過(guò)四個(gè)熱板隔熱支架1-6進(jìn)行連接固定，紅外準(zhǔn)直鏡1-1通過(guò)螺釘與框架1-3連接固定，框架1-3通過(guò)螺釘與弧擺臺(tái)2-1固定，通過(guò)控制地球邊界紅外輻射模擬單元1中的熱板1-7和冷光闌1-2的溫度差模擬地球邊界紅外輻射，四個(gè)地球邊界紅外輻射模擬單元1共同組成整個(gè)地球紅外熱輻射；

所述姿態(tài)模擬單元4中弧擺臺(tái)4-1通過(guò)螺釘與傾斜支架4-2連接固定，傾斜支架4-2通過(guò)螺釘與平移單元3連接固定；通過(guò)系統(tǒng)控制單元5控制姿態(tài)模擬單元4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；通過(guò)平移單元3與升降單元2配合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同的線列陣紅外地球敏感器姿態(tài)測(cè)量的地面測(cè)試及標(biāo)校。

本專(zhuān)利的優(yōu)點(diǎn)是：模擬器通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，精度高。

附圖說(shuō)明

圖1為地球模擬器組成圖；

圖中：1-地球紅外輻射模擬單元；2-升降單元；3-平移單元；4-姿態(tài)模擬單元和5-系統(tǒng)控制單元；

圖2為地球模擬器結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1-1-紅外鏡頭、1-2-冷光闌、1-3-框架、1-4-加熱薄膜隔熱板、1-5- 加熱薄膜和1-6-隔熱支架、1-7-熱板、2-1-弧擺臺(tái)、2-2-傾斜支架、2-3-頂板。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)圖1、圖2給出本專(zhuān)利的一個(gè)較好實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，以便更好地了解本專(zhuān)利的結(jié)構(gòu)特征和功能特點(diǎn)。需要指出的是，給出的實(shí)例是為了說(shuō)明本專(zhuān)利，而不是用來(lái)限制本專(zhuān)利的范圍。

如圖1所示，本專(zhuān)利包括四個(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。其中通過(guò)控制地球紅外輻射模擬單元1產(chǎn)生紅外輻射信號(hào)，姿態(tài)模擬單元2帶動(dòng)紅外輻射模擬單元1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)控制單元 3控制地球紅外輻射模擬單元1的溫差和姿態(tài)模擬單元2的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)來(lái)模擬(滾動(dòng)角0°、俯仰角15°)、(滾動(dòng)角15°、俯仰角0°)(滾動(dòng)角0°、俯仰角-15°) 和(滾動(dòng)角-15°、俯仰角0°)四個(gè)姿態(tài)角地球紅外輻射，線列陣紅外地球敏感器通過(guò)采集、處理和計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的姿態(tài)角變化與地球模擬器模擬的姿態(tài)角進(jìn)行對(duì)應(yīng)來(lái)對(duì)線列陣靜態(tài)紅外地球敏感器進(jìn)行地面試驗(yàn)和判定測(cè)試。

如圖2所示，本專(zhuān)利地球紅外輻射模擬單元中加熱薄膜1-5粘貼在熱板 1-7上，加熱薄膜隔熱板1-4覆蓋于加熱薄膜1-5上通過(guò)螺釘與熱板1-7連接固定，熱板1-7與冷光闌1-2通過(guò)四個(gè)熱板隔熱支架1-6進(jìn)行連接固定，紅外準(zhǔn)直鏡1-1通過(guò)螺釘與框架1-3連接固定，框架1-3通過(guò)螺釘與弧擺臺(tái)2-1固定，弧擺臺(tái)2-1通過(guò)螺釘與傾斜支架2-2連接固定，傾斜支架2-2通過(guò)螺釘與頂板 2-3連接固定。

本模擬器中紅外準(zhǔn)直鏡1-6焦距為14.2mm，視場(chǎng)角為32°，冷光闌1-2 光闌、熱板1-7表面均黑色陽(yáng)極氧化處理，發(fā)射系數(shù)ε_h≥0.85。