地磁场中卫星不侧置态下磁矩测试方法.pdf

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1、上海航天AEROSPACESHANGHAI第31卷2014年第1期文章编号：1006～1630(2014)01—0050—06地磁场中卫星不侧置态下磁矩测试方法吴卫权(上海卫星装备研究所，上海200240)摘要：对地磁场中卫星不倒置状态下分离卫星Z分量磁矩的测试及数据处理方法进行了研究。利用地球磁场方向特征、卫星剩磁矩与感磁矩在不同测量状态和测量过程中的变化，确定卫星Z分量磁矩含地磁垂直向感磁影响与不含地磁垂直向感磁影响的比例关系，基于积累的不同卫星水平和垂直向的磁测试数据，用近场法计算，获得了卫星Z分量的感磁系数。试验表明：用该法测得的Z分量磁矩测量相对误差不大于30％，工程上有较高

2、的实用价值。关键词：卫星磁矩测试；不侧置；Z分量；地磁感应中图分类号：V416文献标志码：ATestTechniqueofMagnetic—MomentofSatelliteunderUprightStateinEarth'sMagnetic—FieldWUWei～quan(ShanghaiInstituteofSpacecraftEquipment，Shanghai200240，China)Abstract：Thetesttechniqueanddatatreatmentmethodofmagnetic—momentinZdirectionofsatelliteunderuprigh

3、tstateinearth’smagnetic—fieldwerestudiedinthispaper．TheproportionalrelationoftheZcomponentofsatellitemagneticmomentbetweentheinductiveeffectandthenoninductiveeffectbyearthmagneticfieldwasdeterminedusingthedirectioncharacteristicofearthmagneticfieldandvarietyoftheresidualmagneticmomentandtheinduc

4、tivemagneticmomentofsatellitewiththeteststateandthetestprocess．Basedonthehorizontalandperpendicularoriginaltestdataadoptedbyvarioussatellites，theZcomponentinductivemagneticcoefficientofthesatellitewasgainedbythenear—fieldmethod．ThetestresultshowedthattheerrorofZcomponentwasnomorethan30％bythismet

5、hod，whichwasvaluableinengineering．Keywords：Satellitemagnetic—momenttest；Uprightstate；Zcomponent；Earthmagnetic—fieldinduction0引言轨道上卫星及其部件中有铁磁物质(剩磁矩源)或环电流(杂散磁矩源)时，就会受地磁场的作用，长期累积后对卫星姿态产生影响。因此，必须在卫星发射前测量卫星及其部件的磁性状态(剩磁矩、杂散磁矩)。航天器主要磁矩由剩磁矩、杂散磁矩和感生磁矩构成。轨道地磁场产生的感磁矩不构成姿控的干扰力矩。因此，为此目的的航天器磁矩测试值应不含地磁场产生的感磁矩，

6、所用的测试方法应能满收稿日期：2012—01—06；修回日期：2012-03—20作者简介：吴卫权(1965～)，男，高级工程师，主要从事航天器磁设计、磁测试理论研究、工程设计与试验。足这一要求。目前国内最常用的是磁场作图法中的近场分析法，航天器置于地磁场中或零磁线圈系统中央的无磁转台上旋转，在至航天器一定距离处放置若干台磁强计传感器，测量航天器周围空间的磁场，对作为转角函数的分布磁场进行一定数学反演，求得其磁矩。它可在零磁或地磁环境中进行。零磁场中测试时，零磁线圈已对地球南北和垂直向磁场抵消，而地球东西向磁场为零，故航天器不受地磁感磁影响，试验测得数据即为航天器剩磁矩、杂散磁矩，此方

7、法优点是航天器不必作90。侧置或180。倒置，对大体积航天器来说可简化操作、提高安全性。地磁场中测试时，航天器置于地磁场中，受地球南北和垂直向感第31卷2014年第1期吴卫权：地磁场中卫星不侧置态下磁矩测试方法磁影响。为避免地磁感磁影响，真实测得卫星各分量磁矩值，须将卫星的实际磁矩与在地磁场中感生的磁矩分离。常利用在测试区地磁东西方向磁场近似为零的特点，对东西和南北向测得的航天器磁场数据进行处理后可消除地磁场南北向产生的感磁矩。但因在绝大部分测