中新網上海7月5日電 題：“金牌司機”助力 風云三號E星“穩穩”服務全球

作者 鄭瑩瑩 陳溯 馬帥莎

長征四號丙運載火箭5日成功發射“黎明星”風云三號E星。該星是世界業務氣象衛星家族中的首顆晨昏軌道衛星。中國航天科技集團八院控制所承擔著風云三號系列氣象衛星姿軌控分系統及部分單機產品的研制工作，更為此次的E星平臺打造了一名“金牌司機”。

“調皮”的乘客也不怕 旋轉擺動都能穩

作為一顆晨昏軌道氣象衛星，風云三號E星始終運行在地球的晨昏線上，并通過星上載荷——各種儀器設備對地球進行氣象觀測。姿軌控分系統就好比衛星的司機，要穩定地駕駛衛星運行在任務軌道上；載荷則好比乘客，用相機不停地對地球進行拍照，因此需要衛星運行地足夠穩。

但不同載荷有不同的工作方式，有的保持靜止推掃成像，有的做左右擺動掃描，還有的則會做往復旋轉運動，這些不同頻率的運動都會影響衛星的姿態。此外，姿軌控分系統的測量單機和執行機構，如紅外地平儀、高速旋轉的偏置動量輪等，在工作時也會對衛星姿態產生一定影響。

據了解，風云三號E星安裝有10余種有效載荷，活動部件多達32個，是目前所有風云衛星里活動部件最多的，這對衛星平臺的高穩定度控制是極大挑戰。

“如此多的活動部件，不僅會對衛星姿態控制產生干擾，還很容易激發太陽電池陣的撓性振動。這就好比乘客是一群調皮好動的孩子，他們在衛星上又蹦又跳，不停轉圈，偶爾還拽拽司機的胳膊，非常考驗司機的駕駛水平。”姿軌控主任設計師劉剛說。

為此，風云三號E星姿軌控分系統在繼承風云三號D星主體技術方案的基礎上，采用了穩態偏置動量三軸輪控的主動控制，以長期保持穩定的三軸對地定向姿態。同時，采用雙星敏感器姿態確定方案，并改進了控制算法，加入了參數自適應調整功能，進一步提高姿態確定和姿態控制精度的同時，還要規避太陽電池陣的撓性振動，使衛星能夠始終保持較高的姿態穩定度。

1字節數據也不能丟 對地對月都要精準

肩負著“服務全球”的使命，風云三號E星需要長期對全球進行連續觀測，探測數據全球共享，1字節數據也不能丟，這就要求衛星要連續穩定可靠地運行。風云三號E星副總設計師尹海寧說道：“相比于D星，E星的軟硬件均進行了升級換代，如硬件采用了先進的光纖陀螺、最新的中國國產APS星敏感器等，軟件則歷經6次迭代升級，產品的硬件可靠性和軟件強壯性均得到大幅提升，有助于地面定位精度提高至少4倍。

風云三號E星首次搭載了先進的風場測量雷達，將對風場進行直接測量。這個全新的載荷產品也對姿軌控分系統提出了全新的要求。風場測量雷達工作時需要快速旋轉，產生的朝地心方向的角動量會使在軌道運行的衛星受到較大的陀螺力矩，這將導致衛星不能精準指向地球，嚴重影響對地觀測。

“為了消除這個影響，我們研制了風場測量雷達動量補償子系統。通過配置補償飛輪及相應控制算法設計，實現了對風場測量雷達起旋、穩態工作、減速時產生的角動量的實時精確補償。”尹海寧介紹。

在精準對地定向的同時，風云三號E星姿軌控分系統還可以通過俯仰軸機動實現大于5分鐘的對月高精度指向與跟蹤，來實現載荷對月定標需要。(完)