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基于地球扁率红外地平仪测量值修正算法研究 被引量:11
1
作者 周军 钱勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期144-149,共6页
根据对地球扁率引起红外地平仪测量值误差修正算法进行了研究 ,椭球地球模型矢量投影关系得到了地球扁率修正函数和姿态角计算公式。由于地平穿越点由地球表面方程、地平平面方程和扫描圆锥锥面方程唯一确定 ,采用了递推方法解算出地平... 根据对地球扁率引起红外地平仪测量值误差修正算法进行了研究 ,椭球地球模型矢量投影关系得到了地球扁率修正函数和姿态角计算公式。由于地平穿越点由地球表面方程、地平平面方程和扫描圆锥锥面方程唯一确定 ,采用了递推方法解算出地平穿越点处的几何量 ,所得结果通过扁率修正函数对姿态角进行实时修正。所提算法简单 ,易于星载计算机在线实现 。 展开更多
关键词 地球扁率 姿态角 红外地平仪 测量值 误差修正算法 卫星 姿态测量
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卫星编队飞行的地球扁率摄动分析 被引量:11
2
作者 张玉锟 戴金海 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期72-76,共5页
本文研究了地球扁率 J2 项摄动对卫星编队飞行的影响。首先 ,给出了编队飞行的数学描述 ,推导了轨道根数和相对运动状态的关系式 ;然后 ,将卫星编队的受摄影响分解为整体摄动和相对摄动 ,分别得到了解析解 ,重点分析了相对摄动规律。研... 本文研究了地球扁率 J2 项摄动对卫星编队飞行的影响。首先 ,给出了编队飞行的数学描述 ,推导了轨道根数和相对运动状态的关系式 ;然后 ,将卫星编队的受摄影响分解为整体摄动和相对摄动 ,分别得到了解析解 ,重点分析了相对摄动规律。研究结果对卫星编队的设计有一定的参考价值。 展开更多
关键词 卫星 编队飞行 地球扁率摄动 轨道设计
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J2项摄动下的远程拦截耗尽关机中制导律设计 被引量:9
3
作者 呼卫军 王欢 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期694-703,共10页
为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的... 为实现远程高精度动能拦截,针对使用固态燃料发动机的拦截弹在强时间约束下的耗尽关机问题,本文设计一种基于通用能量管理(GEM)的闭环中制导律。该制导律首先考虑了地球非球形J2摄动项对弹道影响,改进Lambert问题求解算法,在小计算量的情况下修正了因地球扁率摄动在远程拦截长时段飞行过程中引起的需求速度求解偏差,将其精度提升一个数量级。然后在GEM基础上给出了一种能量调制角虚拟映射关系实现了能量调制初段指令平滑过渡,并改变近关机点推力定向策略解决了临近关机时指令发散问题。在制导过程中加速度计反馈环节的引入增强了对推进系统参数的鲁棒性。六自由度仿真表明,相比传统GEM制导律,该制导律精度更高,任务适应性强。 展开更多
关键词 通用能量管理(GEM) Lambert问题 地球扁率 需求速度 虚拟映射
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一种利用地球敏感器的星光导航方法 被引量:7
4
作者 杨博 俞雪瑶 苗峻 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1089-1097,共9页
针对直接敏感地平的红外地平仪-星光导航系统精度低的问题,提出通过建立扁率误差补偿函数,研究扁率引起的姿态角测量误差;建立地心矢量的姿态角误差模型,通过修正地球扁率误差来补偿姿态角,对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同... 针对直接敏感地平的红外地平仪-星光导航系统精度低的问题,提出通过建立扁率误差补偿函数,研究扁率引起的姿态角测量误差;建立地心矢量的姿态角误差模型,通过修正地球扁率误差来补偿姿态角,对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同时基于SODERN地球红外辐射模型,考虑红外辐射强度随纬度和季节的变化建立真实红外辐射曲线,通过滤波算法获得精确的地球切线边缘的量测信息,提高红外地平仪测量精度。仿真结果表明,该方法有效提高了基于红外地平仪的星光导航定位方法的可靠性和精度,导航位置误差能达到500 m左右,较原有系统提高3倍以上。 展开更多
关键词 星光导航 红外地平仪 地球扁率 直接敏感地平 导航精度
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基于紫外敏感器和星敏感器的卫星自主导航 被引量:6
5
作者 管乐鑫 魏春岭 《空间控制技术与应用》 2008年第3期37-41,共5页
卫星利用紫外敏感器和星敏感器进行自主导航的方法中地心矢量的测量精度是影响导航精度的重要因素之一,而地心矢量的测量又受到地球扁率的影响。在考虑地球扁率的前提下,研究了地球扁率对地心矢量测量的影响,给出了基于卫星姿态的地心... 卫星利用紫外敏感器和星敏感器进行自主导航的方法中地心矢量的测量精度是影响导航精度的重要因素之一,而地心矢量的测量又受到地球扁率的影响。在考虑地球扁率的前提下,研究了地球扁率对地心矢量测量的影响,给出了基于卫星姿态的地心矢量的补偿方法。仿真结果表明该补偿方法具有较高的补偿精度,并且能有效地提高卫星自主导航精度。 展开更多
关键词 自主导航 地心矢量 地球扁率 卫星姿态
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基于开普勒二体运动修正地球扁率J_2摄动项算法 被引量:5
6
作者 张俊 《航天控制》 CSCD 北大核心 2014年第6期22-25,共4页
为了解决远程飞行器虚拟目标点的地球扁率J2摄动项修正的技术难点,提出一种基于开普勒二体运动推算地球引力模型J2摄动项的间接补偿的方法。该算法由基于二体运动时间推算J2摄动项飞行时间的计算模块和基于二体运动J2摄动落点修正2个计... 为了解决远程飞行器虚拟目标点的地球扁率J2摄动项修正的技术难点,提出一种基于开普勒二体运动推算地球引力模型J2摄动项的间接补偿的方法。该算法由基于二体运动时间推算J2摄动项飞行时间的计算模块和基于二体运动J2摄动落点修正2个计算模块构成。通过算法设计和数学仿真验证了算法的正确性,其中仿真结果表明,该算法有效解决地球扁率造成的虚拟目标点计算精度不足的问题,在算法层面与传统的地球扁率修正方法相比具有计算简单和计算速度快等优点,同时保证虚拟目标点计算达到精度要求。 展开更多
关键词 虚拟目标点 地球扁率 J_2摄动项 校正方法
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采用打靶法设计考虑地球扁率的机动轨道 被引量:5
7
作者 张洪波 郑伟 汤国建 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1177-1181,共5页
地球扁率对航天器机动轨道的影响不可忽视,因此研究考虑地球扁率的机动轨道设计方法对实现航天器的快速自主轨道机动是很有意义的。打靶法能够很好的解决两点边值问题,因此可以用来设计机动轨道。在仿真过程中发现,虽然一般情况下打靶... 地球扁率对航天器机动轨道的影响不可忽视,因此研究考虑地球扁率的机动轨道设计方法对实现航天器的快速自主轨道机动是很有意义的。打靶法能够很好的解决两点边值问题,因此可以用来设计机动轨道。在仿真过程中发现,虽然一般情况下打靶法都能够很快收敛,但当地心转移角接近π时却出现发散现象,用卫星工具软件包(STK)、拟平均根数等方法验证了这一现象。通过理论分析找到了在两次冲量转移假设下,考虑地球扁率的机动轨道在地心转移角接近π时对末端边界条件比较敏感的原因,并提出了解决办法。 展开更多
关键词 轨道设计 地球扁率 打靶法 冲量机动
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高阶重力和力矩对空间太阳能电站运动的影响 被引量:4
8
作者 吴志刚 刘玉亮 +1 位作者 张开明 邬树楠 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第4期1-5,35,共6页
相比于传统卫星,空间太阳能电站具有超大的尺寸,高阶重力和重力梯度对其轨道和姿态运动的影响将不能再忽略.文中以地球同步拉普拉斯轨道上的太阳塔式空间太阳能电站为例,研究了在考虑地球扁率的引力场中,高阶重力和力矩对空间太阳能电... 相比于传统卫星,空间太阳能电站具有超大的尺寸,高阶重力和重力梯度对其轨道和姿态运动的影响将不能再忽略.文中以地球同步拉普拉斯轨道上的太阳塔式空间太阳能电站为例,研究了在考虑地球扁率的引力场中,高阶重力和力矩对空间太阳能电站姿轨运动的影响.首先将空间太阳能电站的重力势函数进行泰勒展开,并保留至四阶项;然后求出电站所受到的重力和重力梯度力矩,并给出其轨道和姿态运动方程;最后通过数值仿真来分析不同阶次的力和力矩对轨道运动的影响.结果表明:高阶力对卫星轨道的影响较大,可达到百米量级;高阶力矩对卫星姿态运动影响则较小,可忽略不计. 展开更多
关键词 高阶重力和力矩 泰勒展开 地球扁率 空间太阳能能电站
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红外地球敏感器测量值修正算法及其应用研究 被引量:2
9
作者 李明群 魏春岭 袁军 《空间控制技术与应用》 2008年第5期26-30,共5页
圆锥扫描式红外地球敏感器常用于测算地心矢量,而地球扁率影响地心矢量精度。研究了基于地球扁率的地心矢量的修正算法,并将该方法应用于双圆锥红外地球敏感器,给出了考虑扁率的地心矢量计算方法。仿真结果表明,该方法能有效地提高地心... 圆锥扫描式红外地球敏感器常用于测算地心矢量,而地球扁率影响地心矢量精度。研究了基于地球扁率的地心矢量的修正算法,并将该方法应用于双圆锥红外地球敏感器,给出了考虑扁率的地心矢量计算方法。仿真结果表明,该方法能有效地提高地心矢量的计算精度。 展开更多
关键词 地球扁率 地心矢量 圆锥扫描式红外地球敏感器 双圆锥
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地月转移轨道的Vinti多圆锥截线轨道预报方法 被引量:2
10
作者 孟占峰 《科技导报》 CAS CSCD 2008年第4期47-51,共5页
采用解析法近似、快速地预报地月转移轨道,对月球探测器的任务分析和轨道设计具有重要意义。已有的近似解析算法未考虑地球扁率影响,造成误差扩散,影响预报精度。本文给出一种新的快速准确预报地月转移轨道的解析算法,采用Vinti法对地... 采用解析法近似、快速地预报地月转移轨道,对月球探测器的任务分析和轨道设计具有重要意义。已有的近似解析算法未考虑地球扁率影响,造成误差扩散,影响预报精度。本文给出一种新的快速准确预报地月转移轨道的解析算法,采用Vinti法对地月转移轨道的近地段进行扁率修正,采用多圆锥截线法预报地月转移轨道;讨论了算法中扁率修正时间长度和多圆锥截线变步长策略的选取,比较了多种典型地月转移轨道的预报方法精度与速度。与精确数值积分方法相比,新解析算法的计算速度快3个数量级,并且近月点位置的预报误差小于100km。 展开更多
关键词 地月转移轨道 多圆锥截线 Vinti轨道预报器 地球扁率
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基于圆球与椭球的地球敏感器地心矢量算法分析 被引量:1
11
作者 刘军 韩潮 《航天控制》 CSCD 北大核心 2008年第2期86-91,共6页
红外成像敏感器代表了新一代敏感器的发展方向。本文介绍了红外成像敏感器光学系统工作原理,对红外成像敏感器光学系统进行简化,利用小孔模型完成了对敏感器光学系统的建模,分别在地球球形模型和旋转椭球模型下进行了地心矢量推导和计算... 红外成像敏感器代表了新一代敏感器的发展方向。本文介绍了红外成像敏感器光学系统工作原理,对红外成像敏感器光学系统进行简化,利用小孔模型完成了对敏感器光学系统的建模,分别在地球球形模型和旋转椭球模型下进行了地心矢量推导和计算,获得了焦平面内地平圆盘的相关参数的具体表达式,用牛顿迭代法对地心距进行数值计算,比较分析了球形模型与椭球模型在求解地心距精度上的差别,分析了敏感器测量误差对地心矢量精度的影响,以及焦平面内地平圆盘各参数分别对地心距计算精度的影响程度。 展开更多
关键词 红外成像敏感器 地心矢量 地球扁率
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一种考虑地球扁率的卫星自主导航方法研究 被引量:1
12
作者 李明群 魏春岭 袁军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第2期36-40,共5页
研究用2个红外地球敏感器和1个星敏感器实现卫星自主导航的方法,地心矢量的测量精度是影响导航精度的重要原因之一,而地心矢量的测量又受到地球扁率的影响。研究地球扁率对地心矢量测量的影响,并提出一种零姿态扁率误差补偿方法,通过仿... 研究用2个红外地球敏感器和1个星敏感器实现卫星自主导航的方法,地心矢量的测量精度是影响导航精度的重要原因之一,而地心矢量的测量又受到地球扁率的影响。研究地球扁率对地心矢量测量的影响,并提出一种零姿态扁率误差补偿方法,通过仿真验证了这种导航方法及扁率误差补偿算法的有效性。 展开更多
关键词 自主导航 卫星 红外地球敏感器 星敏感器 地球扁率
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高精度海洋耀斑二维指向算法研究 被引量:1
13
作者 温渊 杨勇 +3 位作者 代海山 李云端 孙允珠 蒋光伟 《红外》 CAS 2018年第11期28-33,共6页
在探测海面大气成分时,由于海面的反射率较低,通过观测高亮度的海洋耀斑可提高入瞳辐射能量,从而获得高信噪比的可见光短波红外大气观测数据。海洋耀斑本质上是太阳的像,相对卫星的张角较小,因此需要卫星通过二维跟踪机构实现跟踪观... 在探测海面大气成分时,由于海面的反射率较低,通过观测高亮度的海洋耀斑可提高入瞳辐射能量,从而获得高信噪比的可见光短波红外大气观测数据。海洋耀斑本质上是太阳的像,相对卫星的张角较小,因此需要卫星通过二维跟踪机构实现跟踪观测。研究了一种考虑地球椭率的海洋耀斑二维跟踪计算方法,分析了地球椭率以及太阳对地球的张角对计算误差的影响,给出了一年内的误差变化情况,并将其与卫星工具包(Satellite Tool Kit,STK)输出的结果进行了对比。 展开更多
关键词 海洋耀斑 地球椭率 二维指向 迭代 收敛性能
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考虑地球非球形摄动的固体动能拦截器助推段最优控制方案研究 被引量:1
14
作者 潘伟 路长厚 +1 位作者 冯维明 葛培琪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期543-547,共5页
针对三维空间内的高速飞行目标,提出了一种可用于固体动能拦截器助推段的精确最优控制方法。考虑了地球非球形摄动的影响,建立了有限推力拦截器最优控制问题动力学模型,并用直接配置法与SQP方法进行了数值求解,得到了更加精确的助推段... 针对三维空间内的高速飞行目标,提出了一种可用于固体动能拦截器助推段的精确最优控制方法。考虑了地球非球形摄动的影响,建立了有限推力拦截器最优控制问题动力学模型,并用直接配置法与SQP方法进行了数值求解,得到了更加精确的助推段控制方案。算例证明该方法有效。 展开更多
关键词 固体动能拦截器 地球非球形摄动 助推段 最优控制
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考虑地球扁率误差的两步Kalman滤波星光导航方法
15
作者 林夏 林宝军 +2 位作者 刘迎春 白涛 武国强 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期632-636,642,共6页
为提升基于星敏感器和地球敏感器的卫星星光导航精度,提出了一种基于两步Kalman滤波的星光导航算法。通过一步星光导航滤波器预处理,得到了存在一定误差的卫星位置估计。将位置估计引入地球扁率误差修正算法,使地球敏感器地球扁率误差... 为提升基于星敏感器和地球敏感器的卫星星光导航精度,提出了一种基于两步Kalman滤波的星光导航算法。通过一步星光导航滤波器预处理,得到了存在一定误差的卫星位置估计。将位置估计引入地球扁率误差修正算法,使地球敏感器地球扁率误差实现星上自主修正。而后,利用修正后的地球敏感器输出形成精确的星光角距观测信息,再次应用星光导航滤波器,得到了精度较高的卫星轨道信息。仿真结果表明,利用所提出的算法,地球敏感器敏感地心矢量精度为0.001°,卫星三轴位置精度为3000 m,卫星三轴速度精度为4 m/s。相比于传统无修正星光导航算法,精度提升了80%以上。 展开更多
关键词 星光导航 地球敏感器 地球扁率 无迹Kalman滤波
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星基GNSS掩星事件预报方法分析
16
作者 刘宾 张绍成 +1 位作者 何友林 虢盛 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期51-58,共8页
针对全球卫星导航系统(GNSS)星基掩星观测时长通常仅有几十秒,特别是在升星掩星观测中,需要快速实现负高度角卫星信号的捕获跟踪,才能获得及时有效的掩星观测时长的问题,基于先验轨道信息辅助的开环跟踪技术,提出一种基于切线高度的掩... 针对全球卫星导航系统(GNSS)星基掩星观测时长通常仅有几十秒,特别是在升星掩星观测中,需要快速实现负高度角卫星信号的捕获跟踪,才能获得及时有效的掩星观测时长的问题,基于先验轨道信息辅助的开环跟踪技术,提出一种基于切线高度的掩星事件快速预报方法,以辅助掩星接收机快速捕获和跟踪GNSS掩星信号,从而保证掩星观测数据质量和有效观测时长:对地球局部曲率中心进行修正,得到更为精准的切线高度;然后设置掩星事件的判决条件,采用极值的方式快速预报出符合阈值的掩星事件;最后对全球内曲率中心和曲率半径进行分析。实验结果表明,曲率中心的修正距离最大值可至45 km,曲率半径波动范围可达到65 km,足以影响掩星探测的准确预报。基于气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC-2)实测数据的仿真结果表明,掩星预报的全球定位系统(GPS)掩星漏报率低于3%,格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)掩星漏报率约14.5%,且预报掩星开始时间大多提前5~10 s;证明基于切线高度的掩星预报方法能够有效地应用于星基掩星事件的预报,以辅助接收机准确捕获和跟踪信号,提升掩星观测资料的数据量和有效观测时长。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS)掩星 掩星预报 地球曲率改正 开环跟踪 气象、电离层与气候星座观测系统(COSMIC-2)
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扫描式地平仪姿态测量误差研究 被引量:1
17
作者 姜雪原 马广富 罗晶 《自动化技术与应用》 2002年第3期23-25,41,共4页
本文讨论了由于地球扁率和地球辐射引起的地平仪测量误差的模型 ,给出了解析形式的姿态误差的计算公式。同时还对地平仪测量误差的原因进行了分析 ,最后 ,通过算例 。
关键词 扫描式地平仪 姿态测量 误差 地球扁率 红外辐射
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Analytical Third Order Solution for Coupling Effects of Earth Oblateness and Direct Solar Radiation Pressure on the Motion of Artificial Satellites
18
作者 Hadia Hassan Selim 《International Journal of Astronomy and Astrophysics》 2014年第3期530-543,共14页
Coupling effects of Earth oblateness and direct solar radiation pressure on the motion of an artificial satellite are evaluated. Secular and periodic terms are retained up to order three and two respectively, where th... Coupling effects of Earth oblateness and direct solar radiation pressure on the motion of an artificial satellite are evaluated. Secular and periodic terms are retained up to order three and two respectively, where the coefficient of the second zonal harmonic of the geopotential is considered of first order. The solution revealed the existence of secular terms at order three that arises from the couplings between terms, of lower orders, resulting from the solar radiation pressure. 展开更多
关键词 earth oblateness-Solar Radiation Pressure-Artificial SATELLITES
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新星云假说下地球扁率变化上限及影响因素 被引量:1
19
作者 王君恒 张煜颖 +1 位作者 辛志翔 李新均 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1168-1174,共7页
地球的形状变化是地球演化研究的基本问题之一。为了确定地球形状的变化需要了解各个地质历史时期地球扁率的变化。根据位场球函数理论导出地球的扁率公式,研究扁率与地球的半径、质量和角速度的关系。基于新星云假说推测地球的半径、... 地球的形状变化是地球演化研究的基本问题之一。为了确定地球形状的变化需要了解各个地质历史时期地球扁率的变化。根据位场球函数理论导出地球的扁率公式,研究扁率与地球的半径、质量和角速度的关系。基于新星云假说推测地球的半径、质量和角速度的变化量,计算出地球在各个时期的扁率并作为上限并画出曲线,各地质历史时期中地球扁率的真实值应该小于计算的扁率值。地球的扁率自地球形成以来脉动变化的情况下总体趋势在减小。影响地球扁率的因素有平均半径、质量和角速度,分析发现地球形成后5亿年为时间起点计算,到现在(共41亿年)为止平均半径变化对扁率的总影响约为3%,质量变化的总影响没有超过百万分之三。而角速度的减小对扁率变化的贡献超过97%。地球扁率共减少了74.3%。 展开更多
关键词 地球扁率变化 平均半径 质量 角速度
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地球形状间接摄动
20
作者 黄珹 胡小工 《中国科学院上海天文台年刊》 1994年第15期122-128,共7页
本文比较分析了用两种不同方法求得的地球形状间接摄动公式,通过建立地球质量多极短与地球引力场系数的关系,证明了当只考虑地球质量四极短时文[1]与文[2]公式的等价性,因而尽管文[1]方法给出的公式更完整,但在目前观测精度... 本文比较分析了用两种不同方法求得的地球形状间接摄动公式,通过建立地球质量多极短与地球引力场系数的关系,证明了当只考虑地球质量四极短时文[1]与文[2]公式的等价性,因而尽管文[1]方法给出的公式更完整,但在目前观测精度下这两套公式可以等价使用。 展开更多
关键词 地球扁率 地球外部引力场 地球质量四极矩 地球形状间接摄动
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