全球成像系统2000卫星的姿态确定与控制.pdf

维普资讯 7l『／r∈ 、 2000年第 1期 控 制 工 程 全球成像系统 2000卫星的姿态确定与控制 锨 Dougwiemer~, V ～ 2．21 由Ball航 宇公司设计的全球成像 系统2000卫星，是新世纪商用遥感卫星 的一员， 目前正处于研制开发过程 中。卫星姿 态控制 系统的设 计既能满足用户 的要求，也存在激烈的竞争，通过竞争产生了新一类廉价、灵巧和精确指向的 卫星。为了在每个轨道周期中获得最大数量的、数据丰 富的高品质图像 ，卫星 上使用 了精 密敏感器和 高性能执行机构，对卫星公用舱和望远镜 的结构进行 了 优化，并且开发 了设计精 良、高保真度 的姿态确定和控制算法。卫星上使用星 跟踪 器、环形激光 陀螺、( S接收机和 大力矩反 作 用轮 ，为卫星 的精确 机 动 、望远镜指 向和地面 目标成像提供输^信息和驱动能力。卫星结构包括一个 廉价的铝制公用舱，，厶＼用舱上按熙运 动学原理安装 了一个精 密的合成光学平 台。姿态系统软件包括 ：鲁棒而精确的姿态确定算法，功能强大而易于运算的 期望姿 态状态 函数 ，使结构激励极小的快速机动仿真软件 。反作用轮力矩极小 化函数。低干扰的太阳帆板控制， 及一个灵活的电磁铁 ／磁强计动量管理 系 工 统。系统有多种可选用的运行模式，包括 固定或扫描地球 目标的成像 。固定或 鲥 r 恒速惯性指向。用于下行链路传输和标定的轨道 系指向，可选择 的惯性姿 态、 轨道坐标系姿 态或者偏航等待姿态，电源保持安全模 式。以及支持推力器开环 与 闭环．董火的轨道调整模式 。 B舀I弓2-o00 金罐扳像 确2ooo 处理 以及培训等业务 引 言 遁怨 莹 ， ． 在 600km 的轨 道 上。相 机 可 以提 供 谨恚担 22km 地 面幅宽 的、0．82m分辨率全 色图像 Ball公 司 的 全 球 成 像 系 统 200O 和 3．28m分辨率多光谱 图像 。离轴望远镜的 (BGIS2000)是 一个 高分辨 率 的遥感 卫星， 净孔径 60cm，有效焦距 878cm，加上一个 包 可同时提供 lm分辨率 的全色 图像和 4m分 含 0到 32级 可 配 置 型 时 间 延 迟 积 分 辨率的多光谱宽幅图像 。BGIS2000由Ball (TDI) 的推扫式 焦平 面。每秒 推扫 6900 公司生产 的如下两个重要系统组成：先进的 行，在可变 的光照条件下能提供所需 的多种 推 扫 式 敏 感 器—— 高 分 辨 率 相 机 60 全色成像功能。所成 图像进行数字压缩后 ， (BHRC60)；高 性·能航 天器公 用舱——Ball 储存在容量为 100～ 200Gb的固态记 录器 公司商用平台 2000(BCP2000~ 内，随后用于下行传输 。 Ball公司负责把相机总装到卫星平台上 卫星公用舱为铝制结构，带有两个步进 并对航