2.3 Прибор ориентации на Солнце
ПОС предназначен для измерения углов между оптической осью прибора и проекциями вектора направления на Солнце на плоскости системы координат прибора. В качестве примера рассмотрим ПОС разработки НПО “Полет”, состоящим из двух идентичных оптических блоков (ОБ) для формирования требуемого поля обзора. Конструктивно ОБ выполнен в виде икосаэдра, на гранях которого размещены фотопреобразователи, преобразующие лучистую энергию Солнца в однополярное напряжение постоянного тока. См. рисунок.
Прибор ориентации на Солнце (поле зрения - сферическое)
Каждый освещенный фотопреобразователь оптического блока преобразует лучистую энергию Солнца в однополярное напряжение постоянного тока, величина которого монотонно возрастает или уменьшается соответственно с увеличением или уменьшением угла падения солнечных лучей на поверхность чувствительного элемента. Под углом падения солнечных лучей понимается угол между вектором направления на Солнце и поверхностью чувствительного элемента.
Компенсация температурной погрешности фотопреобразователя осуществляется по показаниям температурного датчика, расположенного непосредственно в корпусе ОБ. Питание температурного датчика осуествляется из БУ СОиС.
Преобразованные сигналы с фотопреобразователй и с температурного датчика каждого оптического блока транслируются в БВС, где по специальному алгоритму рассчитываются углы между оптической осью прибора и проекциями вектора направления на Солнце на плоскости системы координат прибора.
Для ориентации КА по Солнцу ФГУП НПП “Геофизика-Космос” продолжает разработку ПОС как с механическим сканированием, так и статических. Разработаны или находятся в стадии завершения разработки три типа: 331К, 333К и 334К. Основные технические характеристики данных приборов и ранее разработанного ПОС 251К3 (выпускается в настоящее время) представлены в таблице.
Тип СД |
Поле обзора, град |
Предельная погрешность, угл. мин |
Масса, кг |
Резерв |
Потребляемая мощность, Вт |
331К |
182*92 |
1,0 |
1,6 |
Нет |
4,5 |
333К |
182*92 |
1,0 |
1,75 |
Нет |
5,0 |
334К |
182*90 |
180 |
0,8 |
Есть |
2,5 |
251К3 |
181*92 |
3 |
3,15 |
Нет |
10,5 |
ПОС 331К и 333К – высокоточные щелевые приборы с механическим сканированием. ПОС 334К – статический щелевой прибор со средней точностью и резервированием. Срок службы данных приборов определяется ресурсом их элементной базы и для различных вариантов комплектаций составляет от 7 до 15 лет. В данной организации ведутся разработки высокоточных ПОС с электронным сканированием как на линейных ПЗС, так и на матричных приемниках. Однако, по мнению специалистов данной организации, по совокупности характеристик “поле обзора – точность - масса”, приборы этого типа уступают ПОС с механическим сканированием.
Основные характеристики солнечных датчиков зарубежного производства представлены в таблице.
-
Параметр
SSTL(Англия)
Jena-Optronic GmbH(Германия)
Количество
4 прибора по каждой оси
1 прибор по каждой оси
Тип
Двухкоординатный, щелевой, фотоэлементы
Двухкоординатный
Поле обзора, град.
±50
±64
Точность ( ), град.
0,2
0,18
Мощность, Вт
<0,1
0,2
Масса, кг
-
0,62
Внешний вид ПОС зарубежного производства показан на рисунках.
ПОС Jena-Optronic GmbH(Германия) ПОС для КА TechSat-21(США)