深空探测中的动力学与控制 被引量：29

1

作者 李俊峰 宝音贺西 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2007年第4期1-8,共8页

主要介绍深空探测中的动力学与控制相关基础性问题,分析研究现状和发展趋势,尝试提出新的研究课题.

关键词 深空探测 动力学与控制 轨道设计 编队飞行

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深空探测着陆过程序列图像自主导航综述 被引量：10

2

作者 王大轶 徐超 黄翔宇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1-12,共12页

基于序列图像的自主导航作为未来深空探测地外天体精确定点着陆任务的关键技术,是目前深空探测技术的重点发展方向之一.针对未来深空探测地外天体精确着陆自主导航的需求,阐述了发展深空探测着陆过程序列图像自主导航的必要性.首先,分... 基于序列图像的自主导航作为未来深空探测地外天体精确定点着陆任务的关键技术,是目前深空探测技术的重点发展方向之一.针对未来深空探测地外天体精确着陆自主导航的需求,阐述了发展深空探测着陆过程序列图像自主导航的必要性.首先,分别从主动成像和被动成像两个方向介绍了基于序列图像的深空探测着陆过程自主导航研究现状;然后,总结并分析了基于序列图像的深空探测着陆过程自主导航涉及到的关键技术;最后,根据关键技术分析给出了基于序列图像的深空探测着陆过程自主导航研究目前存在的主要问题并对其后续发展进行了展望. 展开更多

关键词 深空探测 自主导航 序列图像 精确着陆

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月面采样返回探测器推进系统设计与实现 被引量：3

3

作者 洪鑫 章玉华 +3 位作者 魏彦祥 赵京 任建军 戴德海 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第6期1-11,共11页

嫦娥五号探测器承担了我国首次地外天体采样返回任务,其飞行过程复杂,经历地月飞行、近月制动、环月变轨、月面软着陆、月面上升、月轨交会对接、月地入射等一系列过程,且工作环境较为恶劣,对推进系统技术要求高。探测器采用了氦气增压... 嫦娥五号探测器承担了我国首次地外天体采样返回任务,其飞行过程复杂,经历地月飞行、近月制动、环月变轨、月面软着陆、月面上升、月轨交会对接、月地入射等一系列过程,且工作环境较为恶劣,对推进系统技术要求高。探测器采用了氦气增压双组元统一推进系统技术,在以往技术基础上,通过系统轻质化设计、研发新型高强度纤维复合材料气瓶、优化贮箱结构设计及采用更高强度的材料、更轻巧的姿控发动机设计等技术大幅度减轻了分系统干重,通过提升主发动机燃烧效率、提升贮箱排放效率及控制膜片压差、采用贮箱间连通管、精确控制管路流阻等技术提升了分系统性能,通过强化系统可靠性设计、面向高温环境的系统状态管理、研发耐高温发动机、在轨超压自主故障检测与控制、零夹气新型加注技术等手段增强了分系统可靠性。阐述了推进系统的研制过程、设计方案、技术特点、关键技术攻关情况,以及在轨飞行结果,并总结了推进技术创新点。 展开更多

关键词 推进系统 深空探测 月球探测器 嫦娥五号 双组元推进

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月基探测器热设计和计算机仿真 被引量：3

4

作者 李书胜 吴清文 +1 位作者 杨献伟 陈波 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第6期2083-2087,共5页

为了在月球表面观测地球的等离子体层，开展了月基探测器的研究。针对月基探测器所处的空间环境及热控指标，详细阐述了月基探测器的热设计方案。根据月基探测器的结构和热控方案，在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型，并进行了计算机仿... 为了在月球表面观测地球的等离子体层，开展了月基探测器的研究。针对月基探测器所处的空间环境及热控指标，详细阐述了月基探测器的热设计方案。根据月基探测器的结构和热控方案，在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型，并进行了计算机仿真分析。仿真分析结果表明，有效载荷主体部分最大温度范围为-45℃-65℃，其余部分为．110℃～102℃，满足了热设计指标，故该热设计方案合理可行。 展开更多

关键词 深空探测 月基探测器 月表 热设计 计算机仿真

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面向深空探测着陆过程中的陆标自动提取方法 被引量：1

5

作者 陶江 曹云峰 +3 位作者 丁萌 庄丽葵 张洲宇 钟佩仪 《航天返回与遥感》 CSCD 2018年第1期112-120,共9页

基于光学图像的地形匹配导航方法是目前深空探测任务中实现精确着陆的一种主要方法,通过天体表面光学图像得到的陆标能够获取完备的探测器位置和姿态信息。因此,天体表面陆标提取技术是实现精确着陆的关键技术。为此,提出了一种陆标自... 基于光学图像的地形匹配导航方法是目前深空探测任务中实现精确着陆的一种主要方法,通过天体表面光学图像得到的陆标能够获取完备的探测器位置和姿态信息。因此,天体表面陆标提取技术是实现精确着陆的关键技术。为此,提出了一种陆标自动提取方法。首先,利用AKAZE特征检测子对天体表面图像进行多尺度特征点检测,该特征点对图像尺度变化、旋转都具有一定的鲁棒性;然后,引入密度聚类理论,结合DBSCAN聚类算法对AKAZE特征点进行聚类得到多个不同的聚类族;最后,通过设定阈值确定候选陆标和最终陆标,并提出了一种陆标提取性能评价方法。试验结果表明,该方法能够提取出具有较好的抗旋转性能和抗尺度变化性能的陆标特征,能为火星着陆过程中光学敏感器可能出现的多尺度、多视点变化带来的匹配鲁棒性差的问题提供相应的解决方案,对深空探测过程中实现精确着陆具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 特征检测 密度聚类 陆标提取 精确着陆 深空探测

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差分VLBI技术在采样返回任务中的应用

6

作者 戴志强 郑鑫 +3 位作者 陈冠磊 陈明 赵融冰 刘庆会 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2012年第2期255-265,共11页

针对采样返回任务中多探测器精密短弧定轨问题,研究了甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)技术在两探测器间的交替观测模式、2π模糊度解算方法和数据差分处理方法,给出了星载信标的设计原则和方案。利用日本SEL... 针对采样返回任务中多探测器精密短弧定轨问题,研究了甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)技术在两探测器间的交替观测模式、2π模糊度解算方法和数据差分处理方法,给出了星载信标的设计原则和方案。利用日本SELENE探月卫星的两个小卫星R-star和V-star的同波束VLBI相关相位生成了交替VLBI相位观测量,对其进行了差分处理求解差分时延,然后利用差分时延和测速测距数据进行定轨计算。对差分时延的分析表明,交替VLBI差分群时延RMS值为46 mm,测量精度与同波束VLBI差分群时延相当;交替VLBI差分相时延RMS值为1.6 mm,测量精度与同波束VLBI差分相时延相当。定轨结果表明,交替VLBI在进行多探测器的短弧定轨时能达到同波束VLBI相当的精度。 展开更多

关键词 深空探测 差分VLBI 多探测器精密定轨 采样返回

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北京中心深空探测器精密定轨与分析软件系统 被引量：25

7

作者 胡松杰 唐歌实 《飞行器测控学报》 2010年第5期69-74,共6页

介绍了北京航天飞行控制中心针对火星探测任务所研制的深空探测器精密定轨与分析软件系统,描述了该软件系统开发的需求、功能设计和当前已经具备的能力,并用该软件进行了初步计算试验,结果表明该软件在MEX火星探测器定轨精度上可以达到... 介绍了北京航天飞行控制中心针对火星探测任务所研制的深空探测器精密定轨与分析软件系统,描述了该软件系统开发的需求、功能设计和当前已经具备的能力,并用该软件进行了初步计算试验,结果表明该软件在MEX火星探测器定轨精度上可以达到与ESA的火星定轨精度相当的水平。此外,文章还给出了YH-1探测器定轨精度的初步仿真分析。 展开更多

关键词 深空探测器 精密定轨 软件

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国外深空探测器着陆缓冲系统的特点和应用 被引量：17

8

作者 韩鸿硕 王一然 +6 位作者 蒋宇平 曹秀云 陈杰 李静 李浩悦 李虹琳 陈建光 《航天器工程》 2012年第6期7-24,共18页

主要介绍国外月球和行星探测器的着陆缓冲系统的特点与应用。着陆缓冲系统的基本类型包括软着陆机构、气囊缓冲装置和空中悬吊机结构。其中:软着陆机构由着陆架(腿)、缓冲器和展开锁定机构组成,具有质量较大,结构较简单、可靠的特点,在... 主要介绍国外月球和行星探测器的着陆缓冲系统的特点与应用。着陆缓冲系统的基本类型包括软着陆机构、气囊缓冲装置和空中悬吊机结构。其中:软着陆机构由着陆架(腿)、缓冲器和展开锁定机构组成,具有质量较大,结构较简单、可靠的特点,在美国"勘测者"、"阿波罗"、"梦神"和苏联月球号等着陆器中得到了应用;气囊缓冲装置由气体发生器、气囊组件,以及缩回与展开机构组成,具有质量小、包装容积小和着陆稳定性好的特点,在美国"火星探路者"、"火星探测巡视器",苏联早期月球号着陆器,以及欧洲"贝皮-哥伦布"水星探测器中得到了应用;空中悬吊机结构由空中悬吊机及其推进系统等组成,具有着陆速度低、冲击小和安全可靠的特点,在美国"火星科学实验室"的好奇心号巡视器上得到了应用。 展开更多

关键词 深空探测器 着陆器 着陆缓冲系统 软着陆机构 气囊 空中悬吊机

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启发式深空探测器任务规划方法 被引量：16

9

作者 赵凡宇 徐瑞 崔平远 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期496-503,共8页

针对深空探测器的任务规划过程特点,考虑约束的数值特性,提出一种基于规划活动相关度的领域无关启发式规划方法。定义了活动的相关度,结合规划过程,给出自学习式的相关度动态更新过程。设计基于相关度的活动选择机制,形成启发式规划算... 针对深空探测器的任务规划过程特点,考虑约束的数值特性,提出一种基于规划活动相关度的领域无关启发式规划方法。定义了活动的相关度,结合规划过程,给出自学习式的相关度动态更新过程。设计基于相关度的活动选择机制,形成启发式规划算法。数值计算结果表明,文中提出的方法有效地减少了规划过程中规划步数和回溯步数,提高了深空探测器规划的效率。 展开更多

关键词 深空探测器 任务规划 启发式 活动相关度

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深空探测航天器姿态的自抗扰控制 被引量：15

10

作者 钟声 黄一 胡锦昌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2028-2034,共7页

本文针对一种带有挠性附件和液体晃动的深空探测航天器姿态控制问题,提出了自抗扰控制律.该控制律可以自主、有效地抑制挠性附件弹性振动和液体晃动对姿态角运动的耦合作用以及处理大范围的扰动和系统不确定性.基于四元数生成角速度跟... 本文针对一种带有挠性附件和液体晃动的深空探测航天器姿态控制问题,提出了自抗扰控制律.该控制律可以自主、有效地抑制挠性附件弹性振动和液体晃动对姿态角运动的耦合作用以及处理大范围的扰动和系统不确定性.基于四元数生成角速度跟踪指令,把控制问题由姿态角控制转化为角速度控制.通过设计扩张状态观测器实时估计并补偿角速度通道总扰动并结合角速度偏差反馈,使得角速度快速跟踪指令,进而实现控制目标.仿真结果验证了控制律的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 不确定系统 深空探测航天器 自抗扰控制 挠性附件 液体晃动 姿态控制

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深空探测天线技术发展现状及趋势 被引量：13

11

作者 周卫来 凌闽河 朱培芸 《空间电子技术》 2011年第2期17-21,64,共6页

为了满足我国新世纪深空探测任务的需求,文章结合国内外部分典型深空探测项目,介绍了有关探测器上天线系统的设计思路,从而了解深空探测天线技术的发展现状,并根据目前星载天线技术发展和深空探测领域测控通信系统的需求,归纳和总结了... 为了满足我国新世纪深空探测任务的需求,文章结合国内外部分典型深空探测项目,介绍了有关探测器上天线系统的设计思路,从而了解深空探测天线技术的发展现状,并根据目前星载天线技术发展和深空探测领域测控通信系统的需求,归纳和总结了未来深空探测领域中探测器上天线技术的发展趋势,为我国深空探测天线技术的发展提供参考。 展开更多

关键词 深空探测 天线技术 现状 趋势

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核动力深空探测器现状及发展研究 被引量：12

12

作者 朱安文 刘飞标 +1 位作者 杜辉 马世俊 《深空探测学报》 2017年第5期405-416,共12页

深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电... 深空探测中,由于无法使用太阳能或者太阳能的利用效率太低,需要使用空间核电源。当前用于月球表面、火星表面、木星及以远的飞行任务中的核动力深空探测器,均利用的同位素核源衰变能,包括同位素热源用于温度控制和采用温差发电用于供电。研究中的深空探测核动力应用包括月球基地、载人火星飞行、无人探测、使用核反应堆裂变能等。空间裂变电源的反应堆包括液态金属冷却堆和气冷堆两种方式,前者支持温差、斯特林和布雷顿发电,后者支持布雷顿和磁流体发电。近期开始探索研究核聚变深空探测器。纵观核动力深空探测器的发展历程,同位素电源依然在深空探测中发挥着重要作用,大功率空间核电源结合电推进将成为未来深空探测的重要关注方向。 展开更多

关键词 核动力 深空探测器 同位素电源 反应堆

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ESA木星冰卫星探测器(JUICE)探测任务工程问题浅析 被引量：1

13

作者 曹鸿谦 张正峰 +1 位作者 马继楠 韩承志 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期I0010-I0020,共11页

ESA主导的木星冰卫星探测器于2023年4月14日成功发射。该探测器旨在研究木星及其卫星的复杂空间环境,并对木卫二、木卫三与木卫四3颗冰卫星进行遥感与原位测量,以期探索巨行星的演变过程及发现适合生物生存的环境与生命可能的痕迹。通... ESA主导的木星冰卫星探测器于2023年4月14日成功发射。该探测器旨在研究木星及其卫星的复杂空间环境,并对木卫二、木卫三与木卫四3颗冰卫星进行遥感与原位测量,以期探索巨行星的演变过程及发现适合生物生存的环境与生命可能的痕迹。通过介绍木星冰卫星探测器任务目标及实施背景,概述其方案中构型布局、轨道设计、能源选择、科学载荷配置等总体设计相关工程技术特点,并对冰卫星探测雷达天线在轨展开过程中的故障与处理方式进行了分析,针对未来中国深空探测任务中的飞行器总体设计提出若干思考与建议。 展开更多

关键词 木星 冰卫星 深空探测任务

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一种深空天文测角导航中的星历误差抑制方法 被引量：5

14

作者 宁晓琳 晁雯 杨雨青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1412-1421,共10页

以火星探测器为例,提出一种以星光角距/时间差分星光角距作为量测量的星历误差抑制方法,分析了火卫一星历误差对导航精度的影响,建立了火卫一时间差分星光角距的量测模型。通过将火星星光角距和火卫一星光角距相结合,发挥了两种量测的优... 以火星探测器为例,提出一种以星光角距/时间差分星光角距作为量测量的星历误差抑制方法,分析了火卫一星历误差对导航精度的影响,建立了火卫一时间差分星光角距的量测模型。通过将火星星光角距和火卫一星光角距相结合,发挥了两种量测的优势,实现了对火卫一星历误差的抑制。仿真结果表明,基于星光角距/时间差分星光角距天文导航方法的位置误差是传统基于星光角距天文导航方法的64%,是基于时间差分星光角距导航方法的58%。此外,还分析了导航恒星个数、火星敏感器精度、火卫一敏感器精度、星历误差大小和滤波周期对导航性能的影响。 展开更多

关键词 深空探测器 天文测角导航 星历误差 时间差分

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太阳系小天体表面环境综述 被引量：3

15

作者 季江徽 胡寿村 《航天器环境工程》 2019年第6期519-532,共14页

地面和空间望远镜观测,特别是最近30多年来的历次深空探测任务极大提高了我们对太阳系小天体的认识。现已知小天体表面具有复杂多样的形貌特征,这些特征与其历史上所经历过的地质演变有密切关系,亦可为理解早期太阳系的动力学环境提供... 地面和空间望远镜观测,特别是最近30多年来的历次深空探测任务极大提高了我们对太阳系小天体的认识。现已知小天体表面具有复杂多样的形貌特征,这些特征与其历史上所经历过的地质演变有密切关系,亦可为理解早期太阳系的动力学环境提供重要信息。文章首先简要介绍了通过天文观测数据反演小行星形貌信息的基本原理和方法;然后基于已实施的深空探测任务获取的数据资料,回顾和总结了433 Eros、25143 Itokawa、4179 Toutatis、162173 Ryugu、101955 Bennu及4869582014 MU69这6颗小行星的表面环境和物理性质,其中着重介绍了对这几颗小行星的形状、表面碎石形态和分布、撞击坑形貌和分布、表面坡度、沟槽和山脊等线性结构以及表壤运动痕迹等的认识,以及如何根据这些信息推测各小行星的形成历史;最后简要介绍了目前认为可能影响小行星表面形貌的几种机制,以期为我国即将开展的小天体深空探测任务提供借鉴。 展开更多

关键词 太阳系小天体 地形地貌 动力学环境 天体演化 深空探测 数据反演

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从国际空间探测到我国发展策略 被引量：2

16

作者 陈闽慷 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2006年第2期20-26,共7页

介绍了国际空间探测的主要事件,并提出了国外月球及深空探测的主要特点,结合国外探测活动的主要特点,提出我国发展月球和深空探测的指导原则和发展目标。

关键词 月球探测 深空探测 发展策略

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宽范围输入输出离子电推进屏栅电源的设计 被引量：2

17

作者 陈昶文 武荣 《深空探测学报（中英文）》 2020年第4期407-416,共10页

深空探测器离子电推进系统电源处理单元(Power Processing Unit,PPU)需要适应宽范围电压输入、宽范围电压输出和功率输出,造成PPU的元器件应力增加、体积重量增加和效率降低。针对我国小天体探测器离子电推进PPU中核心模块屏栅电源输入... 深空探测器离子电推进系统电源处理单元(Power Processing Unit,PPU)需要适应宽范围电压输入、宽范围电压输出和功率输出,造成PPU的元器件应力增加、体积重量增加和效率降低。针对我国小天体探测器离子电推进PPU中核心模块屏栅电源输入电压60~110 V、输出电压420~1260 V、输出电流0.3~2.1 A的指标需求,从功率模块分解、软开关拓扑选择、单级功率变换器拓扑设计和两级功率变换器拓扑设计方面研究了屏栅电源的设计,提出了在效率、体积和可靠性方面综合优化的方案,对屏栅单个功率模块的设计开展了实物验证。得出:采用优化的模块分解,将输出电压固定,能有效降低元器件应力、优化变换器工作点效率以及提高变换器的可靠性;移相全桥和全桥LLC在设计宽范围输入变换器时存在半导体功率元器件电应力高和磁性元器件加工困难等问题;采用BUCK或BOOST+全桥LLC的两级拓扑方案,能简化高压整流电路的应力,同时适应宽范围输入电压,是宽范围输入输出屏栅电源优选的方案。 展开更多

关键词 深空探测 电推进 电源处理单元 PPU 屏栅电源

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航天器多子网时间同步系统设计与验证 被引量：1

18

作者 白崇延 邢卓异 +2 位作者 张伍 黄昊 朱舜杰 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期54-61,共8页

为了保证多舱段多子网深空探测器在交会对接、着陆下降、再入返回等特定任务阶段的导航精度要求,针对探测器中各子网守时时间与地面标准时间同步的精度需求,对国内外多子网航天器典型组网方式和时间传输机制进行了研究和分析。在此基础... 为了保证多舱段多子网深空探测器在交会对接、着陆下降、再入返回等特定任务阶段的导航精度要求,针对探测器中各子网守时时间与地面标准时间同步的精度需求,对国内外多子网航天器典型组网方式和时间传输机制进行了研究和分析。在此基础上,文章提出了一种典型的多子网深空探测器时间同步设计方案,采用了基于上下级子网和对等子网相结合的时间同步机制,设计了时间传输机制保证时间维护和发布的精度。经过理论分析和地面试验,文章所述时间同步系统设计方案可以在无GPS卫星支持的条件下,长时间内实现时间精度的自主维护,满足深空探测任务的器地时间同步需求。该设计方案已成功应用于某多子网深空探测器并通过了验证,可为未来深空探测任务相关设计提供参考。 展开更多

关键词 多子网 深空探测器 时间同步系统 上下级子网 对等子网

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基于对数势函数的深空探测器姿态规划与控制方法 被引量：1

19

作者 武长青 徐瑞 朱圣英 《深空探测学报》 2015年第4期365-370,共6页

针对深空探测器姿态约束机动问题,提出一种基于对数势函数的多约束姿态机动规划方法。首先,定义了两种姿态指向约束,即禁止约束和强制约束,并利用禁止约束和强制约束的性质构建了对数势函数作为Lyapunov函数;在此基础上采用改进退步法... 针对深空探测器姿态约束机动问题,提出一种基于对数势函数的多约束姿态机动规划方法。首先,定义了两种姿态指向约束,即禁止约束和强制约束,并利用禁止约束和强制约束的性质构建了对数势函数作为Lyapunov函数;在此基础上采用改进退步法设计了探测器姿态机动控制器。数值仿真结果表明:该方法不仅在多约束情况下能够自主求出安全的机动路径,而且在分析和求解上计算效率较快,对于星上资源有限的深空探测器具有实际运用价值。 展开更多

关键词 深空探测器 姿态规划 对数势函数 改进退步法

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基于深空探测器的在轨天体合影成像及应用

20

作者 邹昕 顾征 +2 位作者 陈丽平 王彤 薛博 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2761-2767,共7页

提出了基于深空探测器对太空中的目标天体合影成像的新策略。首先,基于相机的性能参数建立视场模型,然后对天体和探测器轨道动力学模型、探测器姿态数据以及光照条件进行综合分析,最终确定了拍摄用相机以及成像时刻与成像姿态等成像策... 提出了基于深空探测器对太空中的目标天体合影成像的新策略。首先,基于相机的性能参数建立视场模型,然后对天体和探测器轨道动力学模型、探测器姿态数据以及光照条件进行综合分析,最终确定了拍摄用相机以及成像时刻与成像姿态等成像策略。以探月三期月地高速再入返回飞行任务的设计为例,研究计算了对地月合影的拍摄相机、成像时刻与成像姿态,并利用在轨探测效果仿真系统进行了仿真验证。结果表明:该成像策略能够根据预定的天体合影的构图要求便捷地计算出拍摄条件,结果准确、角度偏差在1°范围内。该成像策略还成功应用于探月三期月地高速再入返回飞行器的实际任务中,在距离月球1.40×104 km和距离地球3.91×105 km处,获得了我国航天史上首张地月合影图像,为后续深空探测器在轨天体合影提供了参考依据。 展开更多

关键词 深空探测器 天体合影成像 在轨成像 空间相机

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