利用STK计算卫星外表面接收的太阳直接辐射

对卫星外表面接收的太阳直接辐射进行理论分析,得出计算表达式;将卫星外部结构及尺寸参数和STK软件给出的目标卫星光照时间、卫星外表面与太阳矢量间的几何关系等参数带入计算式得到特定卫星外表面接收到的太阳直接辐射;并对计算结果进行分析.     

在轨太阳能帆板红外特征

在轨太阳能帆板红外特征是大多数卫星红外特征最主要的组成部分,它的研究对于卫星红外探测和识别具有重要意义。从轨道热流的计算出发,对在轨太阳能帆板的红外辐射特征进行了完整的建模。在此模型基础上,选择一定参数,以某轨道为例,分别计算了太阳能帆板的表面温度特征和红外特征,并进行了对比和分析,结果表明卫星太阳能帆板反射太阳和地球等环境的红外辐射比较微弱,其红外特征主要取决于其自身温度引起的红外辐射。     

地球静止轨道变姿态空间相机的外热流计算

为了获取中高轨道变姿态空间相机准确的外热流数据,提出一种求解其变姿态外热流的方法。以地球静止轨道空间相机为例,首先确定卫星-太阳-地球三者之间的相对位置关系;然后,根据相机对日成像的工作任务确定其不同时刻的姿态;最后,根据相机姿态变化后的环境映射面以及直接积分法获得的辐射角系数计算相机各表面的瞬时外热流。计算结果表明,在相同轨道条件下,相机由于在轨姿态变化导致其接受到的外热流总和比姿态恒定的相机有所减少,其中春分日总热流减少372.5 W/m2,冬至日总热流减少771.5 W/m2。入光口所在的+X面外热流增大了2倍左右,该面进出地球阴影区时外热流在0~1 378 W/m2之间剧烈波动。计算结果可指导相机热设计,该方法同样适用于多维变姿态航天器的外热流计算。     

卫星双波段红外热像仿真

建立了完善的卫星温度场与红外特性的理论计算模型,并对卫星3～6μm和6～16μm波段的红外热像进行了可视化仿真.首先根据卫星、地球和太阳的位置关系,计算了卫星接收的空间热流;然后利用有限元法求解瞬态热平衡方程得到了卫星的表面温度分布;最后在3～6μm和6～16μm波段分别计算了卫星的红外辐射出射度并对卫星的红外热像进行了可视化仿真.研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值.     

微纳卫星空间外热流仿真分析

在轨卫星空间外热流分析对于微纳卫星热状态的仿真研究具有重要意义,为卫星温度场的分析提供了外在的热边界条件。在轨道运动的基础上,建立了在轨卫星瞬时空间外热流计算模型,快速、简便地计算了太阳辐照热流、地球红外辐照热流、地球反照热流的值。对其结果和变化规律进行了详细的分析与讨论,仿真结果较准确地反映出卫星在轨运行期间空间外热流变化规律,同时满足实时性要求。     

卫星表面隔热材料红外辐射的数值分析

以卫星表面隔热材料物理模型为基础,考虑了隔热材料中的辐射换热以及间隔物和残留气体的导热情况下,建立起隔热材料温度计算模型.卫星表面红外辐射包括隔热材料外表面自身红外辐射和反射空间环境辐射.最后,结合具体的卫星运行轨道,计算了隔热材料的温度场和红外辐射.结果表明,卫星红外辐射主要集中在远红外波段,而且其中反射地球辐射占近45%.     

卫星的红外辐射特征研究

卫星的红外辐射特征对于工作卫星与失效卫星的判别具有重要意义,根据卫星与地球、太阳之间的位置关系,计算了太阳直接辐射角系数,利用随机模拟法计算了地球反照和地球红外辐射角系数,建立了卫星温度控制方程,并利用辐射传递系数的概念和蒙特卡洛方法进行辐射换热的计算,对卫星温度场进行了求解,讨论了卫星红外辐射特征的计算方法,并对其特性进行了分析计算,结果表明：卫星的散热面是区别工作卫星和失效卫星的依据。     

太阳同步轨道卫星空间热流分析

卫星空间热流的计算是卫星可见光特性与红外特性分析的基础,本文首先建立了基于蒙特卡洛法的卫星空间热流计算模型,然后计算了太阳同步轨道对地三轴稳定卫星在轨运行一个周期内所接受的空间热流,最后对卫星的空间热流计算结果进行了详细分析,研究结果对于空间目标可见光特性与红外特性研究具有参考价值。     

应用卫星知多少

<正>随着科技的不断发展,人造卫星已经成为现代社会中不可或缺的一部分,如可以通过卫星接收电视广播信号、接收导航定位信息、获取地球资源信息等。大多数情况下,卫星在发射后会被安置在地球周围的某个预定轨道上,因此,人们根据轨道高度(距离地球表面的距离)对卫星进行了分类:低地球轨道(LEO)卫星、中地球轨道(MEO)卫星、地球静止轨道(GEO)卫星、太阳同步轨道(SSO)卫星、地球静止转移轨道(GTO)卫星。目前,地球轨道上有成千上万颗卫星在运行,每颗卫星都有其独特的轨道和任务。但无论这些卫星的用途如何,它们都在帮助人们更深入地了解地球,连接世界各地的人们,缓解人为灾害和自然灾害带来的影响,并为人类开启新的技术可能性。     

地球反照对星敏感器的影响分析

利用光度学的概念和点源辐射传输率(PST),提出了一种分析地球反照对星敏感器的影响的几何光学模型。该模型对地球表面按照经纬度划分了网格,为已知的TOMS反射数据的应用提供了接口,具有一定的通用性和实用性,可简要分析卫星上的星敏感器在一定输入条件下,包括轨道高度、星敏感器的安装方位、太阳入射角度等,地球反照到达遮光罩入口、出口的照度,以及不同离轴角下像面接收的地球反照的照度值。借助此模型,可以为星敏感器在卫星上的安装方位提出建议,并估算出星敏感器遮光罩的抗地球反照干扰性能。仿真分析表明,对于中低轨道而言,地球反照到达星敏感器遮光罩入口的辐照度变化不大,地球反照到达星敏感器遮光罩出口的辐照度主要与遮光罩自身的PST和遮光罩的安装仰角有关;当遮光罩的安装仰角φ=32.5°时,出口的辐照度下降到10-7W/m2,满足遮光罩消杂光的要求。     

目标表面地球辐射和地球反照的均匀模拟法

对地球面元的方位角和天顶角进行了均匀采样,并将面元位置矢量由球坐标系转化到了地心赤道坐标系中.通过数值积分,计算出了地球反照和地球红外辐射对目标的辐射角系数.计算结果表明,该方法不仅在计算效率和计算精度方面都明显优于随机模拟方法,而且与辐射换热角系数手册数据十分吻合,非常适用于目标热流的计算.     

非均匀下垫面辐照环境对太空目标温度的影响

太空目标表面温度受地球下垫面辐射的影响,在对太空目标的计算中通常将下垫面作为均 匀的热辐射平衡体,而受地物类型及气象条件的影响,地球表面的反射率和热辐射值随地理位置和季 节变化,文中介绍了下垫面热流的计算方法,并根据所获得的地表温度数据以及地物类型信息,采用 不同的下垫面处理方式,初步分析了地球下垫面的不均匀性对太空目标表面温度的影响。     

凝视型地球辐射探测仪的辐射标定技术研究

凝视型地球辐射探测仪是我国的新型空间应用遥感仪器,仪器具有全波探测通道和短波探测通道,采用腔体探测器,对地凝视观测,视场覆盖地表边缘,用于从空间的低轨道卫星平台测量地球辐射出射总量,提供地球辐射收支信息.作为定量化应用的遥感仪器,对仪器提出了高精度的定标需求,本文结合仪器的设计特点,提出了使用辐射标准传递方法,先用黑体标定凝视型地球辐射探测仪全波腔体探测通道,继而用全波通道标定积分球,再用标定好的积分球对凝视型地球辐射探测仪短波探测通道进行标定的办法,提高了短波探测通道的辐射标定精度.     

太阳翼物性参数对卫星红外特性的影响

针对现有文献在卫星红外特性研究时忽略其物性参数随温度变化对红外特性的影响,首先建立了卫星温度场的理论计算模型;然后利用有限元法进一步推导了卫星太阳翼的物性参数随温度变化时卫星温度场的求解方法;接着建立了卫星红外辐射出射度与红外辐射强度空间分布的计算模型;最后计算分析了太阳翼物性参数随温度变化对自身温度和红外特性以及对卫星整体在3~6 m和6~16 m两个波段红外辐射强度空间分布的影响。文章的研究结果对于提高空间目标红外特性的计算精度以及空间目标的红外探测具有参考价值。     

天基监视中的双星相对运动模型研究

以天基监视为背景,依据几何学原理和矢量计算工具,主要研究了双星相对运动模型。一方面,突破力学求解方式,采用一种区别于传统轨道根数的卫星轨道生成规则,可清晰直观地描述卫星轨道;另一方面,结合光电跟踪系统,研究了双星运动过程中的相对方向变化。通过对异面太阳同步圆轨和共面地球同步圆轨双星相对运动模型的仿真计算,获得了卫星轨道、相对距离、方位角、俯仰角、方位角速率、俯仰角速率的变化结果,分析结果证明了此方法的合理性,可为天基监视中的工作区域选择、卫星轨道设计、监视系统设计和捕获跟踪瞄准控制系统设计等物理问题和关键技术提供定性和半定量参考。     

某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证

某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在（18±2） ℃范围内,稳定度优于±0.3 ℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。