저궤도 광학 위성 위상 배열 데이터 전송 중 태양광 회피 방법

TONG Xin ,  

QU Youyang ,  

LIU Jiebing ,  

SONG Xinyu ,  

DAI Lu ,  

摘要

저궤도 광학 위성 위상 배열 데이터 전송 임무 과정에서 카메라로 유입되는 빛이 센서에 손상을 일으키는 것을 방지하기 위해, 위상 배열 데이터 전송 임무 중 태양광 자세 회피 방법을 제안하였다. 먼저, 지구 중심 고정 좌표계에서 위성이 태양을 가리키는 벡터와 위성이 지상 데이터 전송국을 가리키는 벡터를 계산하고, 두 벡터가 위치한 평면의 단위 법선 벡터를 설정한다. 다음으로, 단위 법선 벡터를 회전 축으로 하여 위상이 배열의 최대 오프축 각도로 지상 데이터 전송국을 가리키는 벡터를 회전시키며, 회전된 벡터가 지구 중심 고정 좌표계에서의 태양광 회피 벡터가 된다. 이후 태양광 회피 벡터, 지구 중심 고정 좌표계에서의 위성 위치 및 지구 중심 고정 좌표계와 궤도 좌표계 간 변환 행렬을 통해 위성의 궤도 좌표계 내 태양광 회피 자세를 계획하고 위상 배열 지향 각도를 계산한다. 마지막으로, 길림 1호 고분 02D 위성에서 시뮬레이션 분석과 궤도 시험을 실시하였다. 시뮬레이션 결과, 위상 배열 최대 빔 각이 60°일 때 위성의 태양광 자세 회피 방식을 사용한 전송 임무 후 12월 내 카메라와 태양광과의 각도가 90° 이하일 확률이 기존 주시 자세 전송 방식의 44.1%에서 2.1%로 감소하였다. 길림 1호 고분 02D 위성 궤도 시험 결과, 유사 조건에서 두 차례의 전송 임무에서 태양광 자세 회피 방식을 사용한 후 카메라와 태양광 각도가 기존 주시 자세의 31.3°~152.1°에서 96.3°~180°으로 상승하여 태양광 자세 회피 방법이 전송 임무 중 태양광을 효과적으로 회피할 수 있음을 검증하고, 저궤도 광학 위성 카메라의 안전성과 신뢰성을 보장하였다.

关键词

광학 위성;위상 배열 데이터 전송;태양광 회피;예상 자세;길림 1호 고분 02D

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