姿态的确定需要六个板载传感器完成。其中使用了一个组合，这个组合包括三轴磁力计、四个太阳能电池板（主要用于发电）和一个背向地球放置在ION的较小侧面的太阳能电池。
1）磁力仪
ION上的磁力仪是由霍尼韦尔生产的，其型号是HMC2003。它是一个三轴磁传感器，使用磁阻传感器来测量在三个正交方向上的磁场。这种特别的传感器可以监测的磁场数值是-2到+2高斯，并且精度达到40μG。
如果安装磁力仪的话，它的轴线应该与卫星体框架对齐，并提供一个磁场读数
。特别注意的是在安装磁力仪时要尽可能地准确，以避免读数不准。如果安装的磁力仪轴线与卫星体的轴线不能重合，则应该在软件中完成一个标准的正交旋转。在控制器的逻辑算法里（硬件或者软件），一定要实现一个预防措施，就是在操作扭矩线圈或者其他磁场发生装置时，不能对磁力仪进行采样。
在发射之前必须对磁力仪进行校准。校准分为两步，这两步可确保无干扰测量。第一步是实现置位／复位的校正，这个校正主要是消除温度的偏移以及残余磁效应的影响。校准这部分可以在没有完成卫星的组装时进行。要完成这项工作，必须得进行两次读数。其中一个读数是磁传感器置位后的值，另一个读数是传感器复位后的值。然后这两个读数相减，就可以消除任何的温度和残余磁效影响。
校准的第二部分是消除卫星组件中任何硬性、软性的金属效应，这个消除过程必须在组装的宇宙飞船上完成。这些金属组件对磁场的读数有影响，不仅使磁场的读数不准确，还会抵消掉它们这些本来就微小的数值。为了解决这些干扰，卫星必须绕z轴和x轴旋转一圈。围绕z轴旋转提供了x轴和y轴的比例和偏移因子，而围绕x轴旋转则确定了z轴的校正因子。
根据已经得到数据的最大值和最小值计算比例和偏移因子，计算公式如式（16.9）、式（16.10）所示：
图16.6直观地展示了校准结果。卫星围绕一个特定的轴旋转例如x轴，使得沿该轴的读数为常数。因此，在二维图形上可以绘制出剩下的两个坐标轴，如图16.6所示。在卫星附近，各种组件的分布是不均匀的，因此当卫星旋转时，读数不准确。这种影响可以很明显地由非圆的虚线点相对原点的偏移显示出来。校准后，加粗实线表示相同的数据。该模式显然更圆，原点是真正的中心。
图16.6 磁力仪校准—沿x轴旋转图(www.xing528.com)
2）太阳能板
使用在ION上的太阳能电池是先进的三结（AJT）高效率太阳能电池，该电池是由EMCORE制造。每个电池的大小为4 m×7 m，四个面板上都放置五个这样的电池。这些太阳能电池以27.5%的效率运作，并为每个面板提供的发电峰值功率高达5 W。此外，功率点跟踪（PPT）电路能够确保太阳能面板经常工作在峰值附近。
虽然太阳能电池的主要功能是发电，但是ADCS团队经常把它们用作姿态确定。太阳能电池产生的电流大小与暴露在阳光下的面板所接受的太阳光强度有关。反过来说，太阳光的强度依赖于太阳射线与太阳能板之间的入射角度。因此，我们仅需测量暴露在太阳下的两个面板所产生的电流，就可以获得两个入射角。这两个角度有助于计算ION的姿态，同时将在后面的章节中详细说明。通过一个简单的软件检查，就可以去除那些朝向地球并且受反照率影响的面板。
3）顶部的太阳能电池
ION顶部的太阳能电池是一个简单的硅电池，硅电池在太阳充足的情况下可以产生0.33 A的电流和0.55 V直流电压。当天气晴朗时，其暴露在阳光下，它的性能随着太阳的入射角而变化。为了保证测量的精确性，在网址为http：／／www.jgiesen.de／azimuth／index.html上有一个在线Java小程序，在特定的测试日中午，这个小程序用于计算太阳的仰角和特定位置。当测量太阳的入射角、电压以及通过1 kΩ电阻的电流时，使用一种简单的办法可以改变太阳能板的位置。添加电阻可以降低测量对温度影响的敏感度，并且它使角度效应在电压范围内分布更加均匀，在正常角度内能够提供更高的分辨率。
由于大气影响，太阳光照射到地球表面后，强度降低，因此，得到的Ⅰ-Ⅴ曲线必须进行调整。根据在气团零阳光强度的历史数据可知，在空间上的影响大约是在地面上的影响的1.35倍。对数据进行必要的调整之后，根据数据绘制图16.7。添加电阻且调整后的拟合曲线可以适应较高电压，且精度很高，较小的电压变化会引起于较大的角度变化。式（16.11）给出了所得的结果，并根据卫星顶部的电压值来计算太阳的入射角。
图16.7 对数据调整后的电压与角度的关系
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