尽管航天飞机控制系统具有强大的控制功能和复杂的 结构,但它的基本结构和原理与其他各种控制系统依然 致,可以由图4.1表示。轨道和姿态敏感器、轨道和姿 态执行机构、计算机依然是构成航天飞机控制系统的3个 基本单元。 10.2.1航天飞机系统的测量敏感器 为了确定航天飞机系统的轨道和姿态,航天飞机系 统上采用了9种导航和姿态测量设备,总共40个敏感器, 在很多场台把送轨道和姿态测量简称为导航。机上 自主轨道确定往往需要精确的姿态信息,才能精确确定 轨道
尽管航天飞机控制系统具有强大的控制功能和复杂的 结构，但它的基本结构和原理与其他各种控制系统依然 一致，可以由图4.1表示。轨道和姿态敏感器、轨道和姿 态执行机构、计算机依然是构成航天飞机控制系统的3个 基本单元。 10.2.1 航天飞机系统的测量敏感器 为了确定航天飞机系统的轨道和姿态，航天飞机系 统上采用了9种导航和姿态测量设备，总共40个敏感器， 在很多场合下把这些轨道和姿态测量简称为导航。机上 自主轨道确定往往需要精确的姿态信息，才能精确确定 轨道
1.惯性测量单元 航天飞机采用三套惯性测量单元,以并行冗余方式装 在一个整体结构里。为了保证惯性测量单元的测量精度和 对它进行校准的精度,惯性测量单元与两个星跟踪器装在 同一个导航基座上,位于航天飞机的前舱。每套惯性测量 单元由四框架平台、电子设备、输入/输出装置和电源4 个主要部分组成。平台框架的安装方位从内向外是方位轴、 内滚动轴、俯仰轴、外滚动轴。第四个框架作为冗余,以 保证大姿态动时框架不少于3个自由度。每个平台内框 装有两个三自由度挠性陀螺和两个相互垂直安装的加速度 计
1．惯性测量单元 航天飞机采用三套惯性测量单元，以并行冗余方式装 在一个整体结构里。为了保证惯性测量单元的测量精度和 对它进行校准的精度，惯性测量单元与两个星跟踪器装在 同一个导航基座上，位于航天飞机的前舱。每套惯性测量 单元由四框架平台、电子设备、输入／输出装置和电源4 个主要部分组成。平台框架的安装方位从内向外是方位轴、 内滚动轴、俯仰轴、外滚动轴。第四个框架作为冗余，以 保证大姿态运动时框架不少于3个自由度。每个平台内框 装有两个三自由度挠性陀螺和两个相互垂直安装的加速度 计
2.星跟踪器 星跟踪器与惯性测量单元在导航基座上的安装位置 如图10.2所示。两台星跟踪器分别安装在航天飞机轨道 器前舱的0z轴和0y轴上。这种星跟踪器利用电子扫描装 置搜索视场,并捕获星目标。它由成像装置光电析 像管、光电倍增管、光学系统、遮光罩和电子线路等5个 主要部分组成。星跟踪器视场10°×10°,通过计算机 引导星跟踪器扫描全视场。测量角度精度为1′,能跟踪 亮度等级为+到—7等的星。星跟踪器用来精确测量轨道 器在轨道段的姿态,同时也作为对惯性测量单元中陀螺 漂移的校准装置
2．星跟踪器 星跟踪器与惯性测量单元在导航基座上的安装位置 如图10.2所示。两台星跟踪器分别安装在航天飞机轨道 器前舱的Oz轴和Oy轴上。这种星跟踪器利用电子扫描装 置搜索视场，并捕获星目标。它由成像装置——光电析 像管、光电倍增管、光学系统、遮光罩和电子线路等5个 主要部分组成。星跟踪器视场10°×10°，通过计算机 引导星跟踪器扫描全视场。测量角度精度为1′，能跟踪 亮度等级为+3到一7等的星。星跟踪器用来精确测量轨道 器在轨道段的姿态，同时也作为对惯性测量单元中陀螺 漂移的校准装置
3.航天员光学瞄准具 它由准直仪、光学十字线、光束分离器和光源组成。 当惯性测量单元偏差大于0.5°或星跟踪器不在视场内时, 航天员可人工操作光学瞄准具对惯性测量单元进行校准, 同时也可以用来检查发动机关机点的轨道器姿态。 4.速率陀螺 它作为航天飞机的姿态和速率测量的敏感器,共采 个斜装用在轨道器上升、离轨和再入着陆 阶段,另外6个分别安装在台体助推火箭上,用于俯 仰和偏航通道的测量
3．航天员光学瞄准具 它由准直仪、光学十字线、光束分离器和光源组成。 当惯性测量单元偏差大于O.5°或星跟踪器不在视场内时， 航天员可人工操作光学瞄准具对惯性测量单元进行校准， 同时也可以用来检查发动机关机点的轨道器姿态。 4．速率陀螺 它作为航天飞机的姿态和速率测量的敏感器，共采 用10个。其中4个斜装用在轨道器上升、离轨和再入着陆 阶段，另外6个分别安装在两台固体助推火箭上，用于俯 仰和偏航通道的测量
5.气动参数测量系统 用来测量轨道器在离轨阶段与环境相对运动的信息。 共有两组,分别装在轨道器左右两侧,每组含有测量环 境温度和压力的两个敏感元件,共四套。这些相对运动 参数可供离轨阶段轨道器进行软件处理时使用,可为航 天员提供专门显示,在操纵轨道器时使用。 6.微波扫描波束着陆系统 则量航天飞机在着陆前最后20km距离的精确 位置
5．气动参数测量系统 用来测量轨道器在离轨阶段与环境相对运动的信息。 共有两组，分别装在轨道器左右两侧，每组含有测量环 境温度和压力的两个敏感元件，共四套。这些相对运动 参数可供离轨阶段轨道器进行软件处理时使用，可为航 天员提供专门显示，在操纵轨道器时使用。 6．微波扫描波束着陆系统 用来测量航天飞机在着陆前最后20 km距离的精确 位置