Análise do erro de orientação solar do espectrômetro de irradiância solar embarcado baseado no método de Monte Carlo

GUO Xu ,  

HU Chun-hui ,  

YAN Chang-xiang ,  

GUO Yong-fei ,  

MA Ze-long ,  

HU Qing-long ,  

摘要

Para garantir que o espectrômetro possa obter dados espectrais solares eficazes, é exigido que a plataforma giratória bidimensional equipada com o espectrômetro consiga rastrear o sol com alta precisão por longos períodos, sendo pré-requisito para o rastreamento solar que a plataforma realize uma orientação precisa, fazendo com que o sol entre no campo de visão efetivo do espelho de guia. Com base no vetor solar e nos dados de atitude recebidos do satélite, corrige-se o erro de instalação, calcula-se o valor de referência corrigido da orientação da plataforma e assegura-se que o erro de orientação seja inferior a 1°. Estabelece-se um sistema de coordenadas em cada espelho cúbico de referência da plataforma, utiliza-se o método de transformação de coordenadas para construir um modelo matemático de orientação solar e, através da cinemática inversa, apresenta-se a relação analítica entre o ângulo de ajuste da plataforma e o vetor solar no sistema de coordenadas orbital. Em seguida, combinando-se com a forma de movimento em órbita do espectrômetro, analisa-se as principais fontes de erro durante seu funcionamento e, na plataforma MatLab, constrói-se um modelo de erro de orientação baseado no método de Monte Carlo. Os resultados da simulação mostram que o erro de orientação é melhor que 0,35°. Por fim, realizou-se um experimento de simulação de orientação solar em terra, medindo-se um erro de orientação inferior a 0,16° sob a órbita do equinócio da primavera, atendendo às necessidades do campo de captura do espelho de guia. Os resultados experimentais verificam a exatidão e eficácia do modelo matemático, fornecendo também uma referência de projeto para o funcionamento do espectrômetro em órbita.

关键词

espectrômetro embarcado;transformação de coordenadas;cinemática inversa;Monte Carlo;erro de orientação

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