›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (6): 55-61.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0062

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基于统计学方法的卫星在轨热变形快速分析

 张也弛*, 张龙, 罗文波, 潘腾   

  1. 北京空间飞行器总体设计部,北京100094
  • 收稿日期:2016-03-29 修回日期:2016-06-17 出版日期:2016-12-25 发布日期:2016-08-22
  • 作者简介:*通讯作者:张也弛(1983-),男,博士,高级工程师,zhangyechi83@163.com,研究方向为航天器总体设计
  • 基金资助:

    战略性先导科技专项

Rapidthermaldeformationanalysisofon-orbitsatellitesonthebasisofstatisticmethod

ZHANG  Ye-Chi*, ZHANG  Long, LUO  Wen-Bo, PAN  Teng   

  1. BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering,Beijing100094,China
  • Received:2016-03-29 Revised:2016-06-17 Online:2016-12-25 Published:2016-08-22

摘要: 为使用在轨实测温度数据辅助完成成像载荷视轴指向的在轨标定,首次将应用于地统计学中的普通克里格法用于卫星在轨温度场的无偏估计,提出了一种基于统计学方法的在轨热变形快速分析方法。应用热试验过程中星上少量温度实测数据进行卫星温度场的无偏估计,并将温度计算结果赋值到有限元模型,进而完成了热变形分析。应用此种方法,相比通过热物理方法进行温度场分析,可将热变形分析的工期缩短数日,且载荷变形的分析结果与试验实测结果的误差在1′左右,可较准确地得到载荷视轴在热变形作用下的指向变化。文章可为卫星在轨热变形的快速分析提供参考。

关键词: 温度实测点, 快速热变形分析, 统计方法, 普通克里格法, 变差函数, 有限元, 卫星

Abstract: Tocalibratetheorientationpositionofthesatelliteorbitbythetemperaturesensors,theordinaryKrigingmethodwidelyusedingeo-statisticswasappliedintothetemperatureestimationprocessofthesatellite.Arapidthermaldeformationanalysismethodwasdevelopedbasedonthestatisticmethods.Basedonasmallamountoftemperaturesensors,estimationofthetemperaturefieldwascarriedout.Then,thetemperaturefieldwasusedforthefiniteelementanalysistoaccomplishthethermaldeformationanalysis.Differencesbetweentheanalyticalandtheexperimentalresultsofthedeformationofthepayloadarearound1′,whichconfirmsthatthemethodcanbeusedtoobtainthevariationofopticalaxisofthepayload.Furthermore,comparedtothethermophysicalmethod,theworkperiodcanbereducedbyseveraldays.Thisworkprovidesguidanceforrapidthermaldeformationanalysisofon-orbitsatellites.

Key words: temperaturemeasuringpoints, rapidthermaldeformationanalysis, statisticmethod, ordinaryKriging, variogram, finiteelement, satellite