地球反照對低軌衛(wèi)星太陽電池陣的影響分析

《地球反照對低軌衛(wèi)星太陽電池陣的影響分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、V01．23No．3航天器工程第23卷第3期!!sPACECRAFTENGINEERING2014年6月232222222222222222222=========================一!；；：地球反照對低軌衛(wèi)星太陽電池陣的影響分析李小飛喬明陳琦(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京100094)摘要從太陽電池陣接收的光源分析入手，進(jìn)行地球反照輻射對太陽電池陣的影響分析，提出基于空間幾何的地球反照輻射分析方法，建立地球反照輻射的影響程度模型，通過海洋二號(HY一2)太陽同步軌道衛(wèi)星在軌遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果可為低軌遙感衛(wèi)星太陽電

2、池陣在軌數(shù)據(jù)分析和太陽電池陣設(shè)計(jì)提供一定參考。關(guān)鍵詞地球反照；低軌遙感衛(wèi)星；太陽電池陣中圖分類號：V442文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2014．03．011EffectsoftheEarthRadiationonSolarArrayforLEOSatellite--to--earthLIXiaofeiQIAOMingCHENQi(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thispapers

3、tartswiththereceivedlightbysolararray，analyzeseffectsoftheearthra—diationonsolararray，proposesananalysismethodbasedonspacegeometry，establishestheim—pactmodeloftheearthradiation，andverifiesthemodelbyin—orbittelemetrydataofasun—syn—chronousorbitsatelliteHY一2．Theresearchresul

4、tmightbeusedasreferenceforin-orbitdataa—nalysisanddesignofLEOsatellite—to—earthsolararray．Keywords：earthradiation；LEOsatellite-to—earth；solararray1引言隨著衛(wèi)星遙感領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用日益廣泛，在軌遙感衛(wèi)星數(shù)量日益增多，對衛(wèi)星在軌壽命的設(shè)計(jì)要求普遍由3年提高到5～8年。太陽電池陣作為整星供電的關(guān)鍵設(shè)備，為滿足長壽命要求，進(jìn)行了大量壽命增長試驗(yàn)，這些試驗(yàn)均需要在軌數(shù)據(jù)的有力支持。太陽電池陣的在軌

5、數(shù)據(jù)，是太陽光源強(qiáng)度變化、溫度變化、太陽入射角變化以及雜光干擾等眾多因素疊加的結(jié)果[1]，在軌數(shù)據(jù)分析就是考慮各影響因素，計(jì)算得到太陽電池陣內(nèi)在衰減程度，從而用于驗(yàn)證和完善地面試驗(yàn)，預(yù)測衛(wèi)星未來能量平衡情況，指導(dǎo)電源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。遙感衛(wèi)星多采用軌道高度小于1000km的太陽同步軌道，雜光主要由強(qiáng)烈的地球反照輻射組成，地球反照輻射可以通過低軌遙感衛(wèi)星太陽電池陣產(chǎn)生額外輸出電流，使太陽電池陣實(shí)際輸出值與設(shè)計(jì)值出現(xiàn)偏差，影響太陽電池陣在軌性能評估的準(zhǔn)確性。除雜光干擾外，其余干擾因素也可以通過在軌遙測或計(jì)算進(jìn)行量化處理。目前，國內(nèi)外地球反照輻射的

6、研究工作，大多集中在各類型軌道航天器外熱流的影響分析、地球反照率反演及應(yīng)用等方面，地球反照輻射對于低軌衛(wèi)星太陽電池陣影響方面的研究較少。本文基于地球反照輻射強(qiáng)度和平均地球反照率的研究成果，使用空間幾何方法，對低軌遙感衛(wèi)星太陽電池陣所接收的地球反照輻射進(jìn)行分析，建立了地球反照輻射強(qiáng)度與日一地一衛(wèi)星相對位置的簡化模收稿日期：2014一01—21；修回日期：2014—03—10基金項(xiàng)目：國家重大科技專項(xiàng)工程作者簡介：李小飛，男，工程師，從事電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究工作。Email：lixiaofeill6@163．COiTI。第3期李小飛等：地球反照對低

7、軌衛(wèi)星太陽電池陣的影響分析型，然后使用數(shù)據(jù)分析方法，對我國海洋二號(HY一2)太陽同步軌道衛(wèi)星的太陽電池陣在軌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用該簡化模型得到的太陽電池陣仿真數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)相符，表明該模型可以為后續(xù)低軌遙感衛(wèi)星太陽電池陣在軌數(shù)據(jù)分析提供參考。2太陽電池陣光源分析低軌遙感衛(wèi)星多采用降交點(diǎn)地方時(shí)6：00的太陽同步晨昏軌道或降交點(diǎn)地方時(shí)為10：30的太陽同步正午軌道，采用單軸對日定向的太陽電池陣。太陽電池陣正面始終受到光源照射，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能提供給衛(wèi)星。太陽電池陣受到的輻射光源主要由3個(gè)部分組成：太陽的直接輻射、地球紅外輻射和地球反照輻射。對

8、于太陽直接輻射，由于太陽光到達(dá)地球時(shí)發(fā)散角很小，可以近似認(rèn)為是一種平行光輻射。當(dāng)太陽平行光進(jìn)入地球大氣，太陽輻射能量在被大氣中各種成分吸收和散射后到達(dá)地面。其中一部分通過散射輻射