什么是航天器姿态敏感器?

[拼音]：hangtianqi zitai minganqi

[外文]：spacecraft attitude sensor

航天器姿态控制系统的测量部件。它获取航天器的姿态信息，输出与姿态参数成函数关系的电量。按获取姿态信息的方法，姿态敏感器分为光学敏感器、惯性敏感器、射频敏感器和磁敏感器等几类。

（1）光学敏感器：对某些姿态参考源（主要是天体）发出或反射的光辐射敏感，并借此获取航天器相对于这些参考源的姿态信息。光学敏感器按参考源分类有地球敏感器、太阳敏感器、恒星敏感器、月球敏感器和行星敏感器等。光学敏感器与许多光学仪器一样，由光学系统、探测器（起光电转换作用）和处理电路组成。有的光学敏感器还有扫描机构。

（2）惯性敏感器：它利用力学规律获取航天器相对于惯性空间的姿态信息。惯性敏感器包括陀螺仪和惯性平台。航天器较多采用捷联式陀螺仪(见陀螺仪)。与其他姿态敏感器相比，惯性敏感器不但能得到姿态参数，还能输出姿态参数的变化率。此外，它的工作方式是自主的，完全不依赖外界条件，有利于保证航天器在特殊情况下不失去姿态信息。航天器用陀螺仪的精度已达0.001度/时数量级。

（3）射频敏感器：它接收人工发射站发射的射频电波，并借此获得航天器相对于发射站的姿态信息。常用的射频敏感器有单脉冲比相射频敏感器和单脉冲比幅射频敏感器两种。它们都有两副接收天线。前者的工作原理是利用两副天线所收到的射频信号的相位差与姿态有一定的关系，后者则利用两副天线所收到的射频信号的幅度差与姿态有一定的关系。射频敏感器的精度很高，已达0.01°数量级。

（4）磁敏感器：它利用天体（主要是地球）的磁场获取航天器相对于天体的姿态信息，习惯上多称为磁强计。常用的磁敏感器有搜索线圈式和磁门式两种。搜索线圈式磁强计的线圈在磁场中运动，线圈中感应电势的相位是姿态的函数。磁门式磁强计有两个分别用交流激磁的铁芯，外磁场使这两个铁芯的总磁通出现二次谐波，其大小和符号是姿态的函数。磁敏感器的精度比较低，在1°数量级。

参考书目

J.R.Wertz， ed.，Spacecraft Attitude Determination and Control，D. Reidel Pub1. Co.，Dordrecht，Boston，London，1978.