什么是地球敏感器?

[拼音]：diqiu minganqi

[外文]：earth sensor

一种光学姿态敏感器，又称地平仪。分为地球反照敏感器和红外地球敏感器两类。前者在航天器控制系统中用得很少，而后者得到广泛应用。

对地球反射的太阳光敏感，并借此获得航天器相对于地球的姿态信息的光学敏感器。其工作波段为可见光或近红外波段。地球反照敏感器的主要优点是简单。但因反照表现的地球形状随时间变化(与月球?a href='http://www.baiven.com/baike/221/243083.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>脑病⑷北浠嗨?，因此其性能的提高受到限制。

对地球的红外辐射敏感，并借此获取航天器相对于地球的姿态信息的光学敏感器，常称红外地平仪。它广泛采用二氧化碳吸收带(14～16微米)作为工作波段，可以较为稳定地确定地球轮廓和辐射强度。红外地球敏感器由光学系统、探测器和处理电路组成。可分为地平穿越式和辐射平衡式两种基本类型。

（1）地平穿越式红外地平仪：简称穿越式红外地平仪，它的视场对地球作扫描运动。当视场扫过地平时，感受到的红外辐射功率发生急剧变化，发生变化时的扫描角（运动部分绕扫描轴的转角）是姿态的函数。

在自旋稳定卫星（见人造卫星自旋稳定）上安装一种借助于星体自旋对地球进行扫描的穿越式红外地平仪。它输出两个电信号，分别对应于敏感轴进入和离开地球的扫描角。二者之差是姿态的函数。

装在三轴稳定卫星上的穿越式红外地平仪靠自己的扫描机构对地球进行扫描，常称为圆锥扫描地平仪。它有一个可逆计数器，计数累积值正比于敏感轴、扫描轴和当地垂线三者共面的扫描角。

（2）辐射平衡式红外地平仪：对地球边缘某些区域的辐射敏感并加以比较，以获取姿态信息。它没有活动部件，因此常称为静态地平仪。有一种最简单的静态地平仪，能同时感受地球边缘4个区域的红外辐射。当卫星的姿态变化时，各探测器感测地球的面积随之变化，从而电信号也发生相应的变化。将这些电信号加以处理，即可得到与偏差角（敏感轴与当地垂线的夹角）的两个分量分别成函数关系的两个输出。

静态地平仪由于没有活动部件特别适用于长寿命卫星，但它必须感受地球边缘的红外辐射，对轨道高度的适应性很差。

红外地球敏感器的精度在高轨道时达0.03°，低轨道时约为0.1°。