深空探测器自主控制技术综述 被引量：12

1

作者 王大轶 符方舟 +4 位作者 孟林智 李文博 李茂登 徐超 葛东明 《深空探测学报》 2019年第4期317-327,共11页

深空探测是人类考察、勘探和定居地球外其它天体的第1步,而深空探测器的自主控制技术则是确保深空探测任务成功完成的重要关键技术之一。从“自主导航、自主制导与控制、自主任务规划、自主故障诊断与重构”4个方面对深空探测器自主控... 深空探测是人类考察、勘探和定居地球外其它天体的第1步,而深空探测器的自主控制技术则是确保深空探测任务成功完成的重要关键技术之一。从“自主导航、自主制导与控制、自主任务规划、自主故障诊断与重构”4个方面对深空探测器自主控制技术的研究现状进行综述,分析了已有的深空探测器自主控制技术存在的问题,并根据深空探测技术发展和任务实施的需求,提出了深空探测器自主控制技术未来研究的发展趋势。 展开更多

关键词 深空探测器 自主导航 自主制导与控制 自主任务规划 自主故障诊断与重构

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深空探测器同波束相位参考成图相对定位方法 被引量：10

2

作者 周欢 童锋贤 +4 位作者 李海涛 郑为民 董光亮 李培佳 舒逢春 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期634-640,共7页

针对我国后续深空探测任务中高精度相对定位需求,提出了采用天文同波束相位参考成图技术进行深空探测器相对定位的方法。首先建立适用于深空探测器信号特点的同波束相位参考成图相对定位模型,然后分析信号带宽和UV覆盖两个因素对测量精... 针对我国后续深空探测任务中高精度相对定位需求,提出了采用天文同波束相位参考成图技术进行深空探测器相对定位的方法。首先建立适用于深空探测器信号特点的同波束相位参考成图相对定位模型,然后分析信号带宽和UV覆盖两个因素对测量精度的影响。最后利用我国VLBI观测网(CVN)在2013年15、20和21日接收的嫦娥三号着陆器和玉兔号巡视器下行同波束数据,处理得到了巡视器在5个环拍点相对着陆器的位置,验证了本文方法的可行性及其对探测器下行信号的强适应性。与视觉定位结果的对比表明,巡视器相对着陆器定位精度达到米级。 展开更多

关键词 相对定位 深空探测器 同波束相位参考成图 嫦娥三号 中国VLBI观测网

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适用于深空探测器的时间线转移路标启发式规划方法 被引量：3

3

作者 金颢 徐瑞 +2 位作者 朱圣英 李朝玉 梁子璇 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期862-872,共11页

针对深空探测器各子系统状态并行及约束耦合的特点,设计了最大转移代价计算方法,并在此基础上提出了时间线路标提取方法。然后,针对路标集合重复计算耗时长的问题,提出了路标增量式搜索算法实现路标集合动态快速更新,并进一步结合最大... 针对深空探测器各子系统状态并行及约束耦合的特点,设计了最大转移代价计算方法,并在此基础上提出了时间线路标提取方法。然后,针对路标集合重复计算耗时长的问题,提出了路标增量式搜索算法实现路标集合动态快速更新,并进一步结合最大目标节点筛选策略提出了时间线转移路标启发式规划方法。仿真结果表明,时间线转移路标启发式规划方法能够有效减少冗余规划步数,提高规划求解效率。 展开更多

关键词 深空探测器 任务规划 时间线路标提取 转移路标启发式

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深空探测器可重构性评价与自主重构策略 被引量：2

4

作者 徐赫屿 王大轶 +3 位作者 刘成瑞 李文博 符方舟 张科备 《深空探测学报》 2019年第4期376-383,共8页

针对深空探测过程中资源严重受限(包括计算资源、硬件资源以及能量资源)和不可维修的特点,开展了深空探测器可重构性综合评价方法和自主重构的研究。通过在地面设计阶段考虑深空探测器控制系统的可重构性,定量地给出了系统可重构性综合... 针对深空探测过程中资源严重受限(包括计算资源、硬件资源以及能量资源)和不可维修的特点,开展了深空探测器可重构性综合评价方法和自主重构的研究。通过在地面设计阶段考虑深空探测器控制系统的可重构性,定量地给出了系统可重构性综合评价指标,并基于该指标指导系统自主重构策略的设计,从设计角度提高了深空探测器控制系统运行质量,实现了深空探测器的自主故障处理和自主运行。 展开更多

关键词 深空探测 可重构性评价方法 自主重构策略

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小行星探测科学目标进展与展望 被引量：18

5

作者 李春来 刘建军 +3 位作者 严韦 封剑青 任鑫 刘斌 《深空探测学报》 2019年第5期424-436,共13页

由于较好地保留了太阳系早期形成和演化历史的遗迹,小行星,尤其是近地小行星,已成为国际深空探测领域的研究热点。介绍了小行星的定义、分类和主要探测方式,指出目前小行星探测已进入空间探测的新时代;总结了国际小行星探测的现状,包括... 由于较好地保留了太阳系早期形成和演化历史的遗迹,小行星,尤其是近地小行星,已成为国际深空探测领域的研究热点。介绍了小行星的定义、分类和主要探测方式,指出目前小行星探测已进入空间探测的新时代;总结了国际小行星探测的现状,包括已实施和正在实施的小行星探测任务的科学目标、科学载荷配置,以及获取的主要科学数据等;探讨了未来小行星探测的发展趋势和主要科学问题,并对我国未来自主小行星探测任务科学目标的制定进行了展望。 展开更多

关键词 小行星探测 深空探测器 科学目标 有效载荷 采样返回

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国内外月球着陆器研究状况 被引量：8

6

作者 王闯 邓宗全 +1 位作者 高海波 刘荣强 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2006年第4期31-36,共6页

对国内外已经发射成功的和正在研制的典型月球着陆器作了详细的论述,分析了它们的结构特点。结合国内月球探测的具体情况,提出了适合月球探测的着陆器结构构想。

关键词 月球着陆器 框架结构 深空探测器

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深空探测器的自主运行技术研究 被引量：12

7

作者 王大轶 孟林智 +3 位作者 叶培建 何熊文 黄翔宇 刘成瑞 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2018年第6期1-10,共10页

综述了深空探测器自主运行技术发展的现状,分析了实现深空探测器自主运行的关键技术,主要包括自主任务规划技术、自主导航技术、自主故障诊断与重构技术,以及支撑实现上述功能的航天器智能信息技术。然后,重点介绍了这四方面技术的发展... 综述了深空探测器自主运行技术发展的现状,分析了实现深空探测器自主运行的关键技术,主要包括自主任务规划技术、自主导航技术、自主故障诊断与重构技术,以及支撑实现上述功能的航天器智能信息技术。然后,重点介绍了这四方面技术的发展现状及面临的主要技术问题。最后,结合深空探测后续任务实施和技术发展需求,提出了未来深空探测器自主运行技术发展的几点建议。 展开更多

关键词 深空探测器 自主运行 任务规划 导航 故障诊断与重构

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应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位算法 被引量：9

8

作者 淡鹏 李恒年 李志军 《航天器工程》 北大核心 2015年第2期21-26,共6页

三向测量数据是深空探测器的一类重要观测数据,文章采用不敏卡尔曼滤波(UKF)算法实现了应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位计算,给出了三向测量体制下的观测模型及观测预测值计算方法,建立了动力学及非动力学两种方式下的滤波预... 三向测量数据是深空探测器的一类重要观测数据,文章采用不敏卡尔曼滤波(UKF)算法实现了应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位计算,给出了三向测量体制下的观测模型及观测预测值计算方法,建立了动力学及非动力学两种方式下的滤波预测模型。利用嫦娥三号探测器的实测数据对算法进行了有效性验证,结果表明,文章所给出的观测及预测模型建立方法,适用于三向测量数据,动力学建模算法的稳定性与抗野值能力优于非动力学建模算法,但复杂度又高于非动力学建模方法。上述研究结果对深空探测器的定位或定轨计算具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 深空探测器 三向测量数据 实时滤波 定位算法

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电子回旋共振推力器放电室内磁场与微波电磁场分析 被引量：4

9

作者 杨铁链 杨涓 +1 位作者 毛根旺 夏广庆 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期46-52,共7页

电子回旋共振推力器具有寿命长、比冲高、结构简单等特点,适宜用作深空探测器主推进装置。放电室是电子回旋共振推力器的关键部件,其作用是产生电子回旋共振等离子体。放电室内的磁场和微波电磁场分布对于推力器的可靠启动、稳定工作有... 电子回旋共振推力器具有寿命长、比冲高、结构简单等特点,适宜用作深空探测器主推进装置。放电室是电子回旋共振推力器的关键部件,其作用是产生电子回旋共振等离子体。放电室内的磁场和微波电磁场分布对于推力器的可靠启动、稳定工作有着重要的影响。为此针对10cm推力器,采用大型有限元分析软件ANSYS建立了三种磁路模型,计算了放电室内的磁场分布,得出三种方案中电子回旋共振面的位置,分析放电室材料不同时磁场分布的变化;最后采用ANSYS有限元分析软件计算了放电室内的电磁场分布。结果表明,在电子回旋共振面上微波能量满足放电所需能量。计算结果可以为电子回旋共振推力器放电室的设计提供帮助。 展开更多

关键词 电子回旋共振推力器 静磁场 微波电磁场 比冲 有限元分析 深空探测器

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多节点探测器软着陆的路径规划方法 被引量：2

10

作者 王鑫 赵清杰 +2 位作者 于重重 张长春 陈涌泉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期366-373,共8页

面向小行星探测任务的需要,柔性连接的多节点深空探测器是针对单节点探测器着陆易倾覆或反弹等问题的一种解决方案。基于此构建了一种采用柔性连接的三节点探测器并对其软着陆情况进行建模,提出了带自注意力机制的多任务深度强化学习方... 面向小行星探测任务的需要,柔性连接的多节点深空探测器是针对单节点探测器着陆易倾覆或反弹等问题的一种解决方案。基于此构建了一种采用柔性连接的三节点探测器并对其软着陆情况进行建模,提出了带自注意力机制的多任务深度强化学习方法。各节点以探测器主体为参照物描述自身状态,节点之间通过联合学习来提高各自对复杂环境的适应能力;在对探测器和障碍物进行特征提取时,采用注意力机制来提高对自己任务的关注,学习出更优的策略,从而获得最大的奖励。通过与其他方法的实验结果对比,证明了提出的方法更有利于探测器的稳定着陆。 展开更多

关键词 深空探测器 软着陆 深度强化学习 多任务学习 自注意力机制

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脉冲星用于深空探测器导航定位及授时的探讨 被引量：2

11

作者 魏二虎 李冠 +1 位作者 刘经南 周培来 《测绘信息与工程》 2009年第3期1-3,共3页

研究了脉冲星导航基本原理,分析了现有脉冲星导航定位算法,探讨了其在深空探测器自主导航定位和授时方面的应用。

关键词 X射线脉冲星 脉冲星导航 深空探测器 脉冲到达时间 授时

原文传递

深空探测器总体技术 被引量：2

12

作者 张伟 《上海航天》 2012年第6期1-6,共6页

提出了深空探测器的总体设计要点,分析了总体设计约束,以及深空探测任务对探测器需求特点。基于技术的继承性和衔接性,提出了未来我国火星、小行星、金星以及木星等深空探测器的总体方案构想,讨论了任务目标、总体指标、构型和飞行过程... 提出了深空探测器的总体设计要点,分析了总体设计约束,以及深空探测任务对探测器需求特点。基于技术的继承性和衔接性,提出了未来我国火星、小行星、金星以及木星等深空探测器的总体方案构想,讨论了任务目标、总体指标、构型和飞行过程等。研究对我国未来深空探测任务的方案设计有一定的参考价值。 展开更多

关键词 深空探测器 总体设计 方案构想 构型 飞行过程

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深空探测器多结太阳电池电性能量化评测方法 被引量：1

13

作者 王超 朱立颖 +1 位作者 蔡晓东 杜青 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期142-150,共9页

针对深空探测器太阳电池阵电性能缺乏量化评测方法的问题,文章利用标准电池和参考电池建立脉冲光源标准光源,对太阳电池阵选定工作点电流的关键指标开展基于分结标定标准子电池组、测试光源稳定度与均匀度调试、脉冲光源校准和光谱失配... 针对深空探测器太阳电池阵电性能缺乏量化评测方法的问题,文章利用标准电池和参考电池建立脉冲光源标准光源,对太阳电池阵选定工作点电流的关键指标开展基于分结标定标准子电池组、测试光源稳定度与均匀度调试、脉冲光源校准和光谱失配误差修正的专项评测,有效实现了太阳模拟器合成光谱分布与AM0标准光照条件的一致性问题,解决了脉冲光源均匀性与稳定性的兼容性问题和电池失配修正问题。利用嫦娥五号上升器太阳电池阵地面测试数据与修正后的在轨飞行数据进行比对,得出待测产品地面评测结果准确度优于±1%的结论,验证了评测方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 深空探测器 太阳电池 电性能 标准光源 误差修正

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“嫦娥五号”轨道器供配电系统高比能设计 被引量：1

14

作者 刘志强 赵晨 +3 位作者 曹彦 陈建岳 杨敏 李天义 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第3期237-243,共7页

受制于运载火箭的发射能力,深空探测器对重量指标要求格外苛刻。“嫦娥五号”(Chang’E-5,CE-5)轨道器供配电系统,采用了超高比能的太阳能电池及蓄电池设计、全新的母线拓扑结构,并通过一系列轻量化配电系统设计,将整个飞行器的功率重... 受制于运载火箭的发射能力,深空探测器对重量指标要求格外苛刻。“嫦娥五号”(Chang’E-5,CE-5)轨道器供配电系统,采用了超高比能的太阳能电池及蓄电池设计、全新的母线拓扑结构,并通过一系列轻量化配电系统设计,将整个飞行器的功率重量比做到国内领先水平。飞行器供配电系统通过地面验证和飞行在轨试验,很好地完成了月面采样返回任务,此技术可为后续深空航天器供配电系统高比能研究和设计提供参考。 展开更多

关键词 嫦娥五号 深空探测器 供配电系统 高比能设计

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萤火一号火星探测器姿态控制分系统设计 被引量：1

15

作者 尹海宁 周连文 +1 位作者 袁彦红 聂章海 《上海航天》 2013年第4期64-68,共5页

对萤火一号(YH-1)火星探测器姿态控制分系统设计进行了研究。介绍了分系统的特点与组成、控制模式,设计了基于四元数的反馈控制律。采用的绕空间任意欧拉轴机动的控制方案可实现4π空间内的机动,且有较高的自主性,以确保探测器在轨运行... 对萤火一号(YH-1)火星探测器姿态控制分系统设计进行了研究。介绍了分系统的特点与组成、控制模式,设计了基于四元数的反馈控制律。采用的绕空间任意欧拉轴机动的控制方案可实现4π空间内的机动,且有较高的自主性,以确保探测器在轨运行的安全。地面模拟飞行试验验证了器上自主控制等措施。 展开更多

关键词 深空探测 姿态控制 自主控制 四元数

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期望状态序列导向的深空探测器规划修复方法 被引量：1

16

作者 陈超 徐瑞 +2 位作者 李朝玉 朱圣英 梁子璇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1385-1395,共11页

针对探测器动作持续、并行、消耗能源所导致的规划修复难求解问题,提出一种基于期望状态序列的深空探测器规划修复方法。该方法根据动作的执行完成情况,从既定规划中提取未完成执行动作的期望效果以及待执行动作的期望前提,构成一组有... 针对探测器动作持续、并行、消耗能源所导致的规划修复难求解问题,提出一种基于期望状态序列的深空探测器规划修复方法。该方法根据动作的执行完成情况,从既定规划中提取未完成执行动作的期望效果以及待执行动作的期望前提,构成一组有序的、逻辑与能源混合的期望状态集合,为规划修复提供子目标,从而将规划修复问题转化为状态转移路径搜索问题;并在搜索过程中,提出能源补给优先的规划修复策略,将逻辑修复与能源修复分离以降低问题求解难度,最终使得探测器能够自主从规划失败中恢复执行。最后,以火星环绕器为例进行数值仿真,验证了方法的有效性和合理性。 展开更多

关键词 期望状态序列 深空探测器 规划修复 规划执行失败

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基于10 kWe核反应堆电源的海王星探测任务研究

17

作者 于国斌 汪鹏飞 +5 位作者 朱安文 牛俊坡 谢奇林 胡古 李晖 何建森 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期711-721,共11页

本文对比分析同位素电源和空间堆电源在空间应用优劣基础上,确定空间堆电源为海王星边际探测任务的能源方案,提出了海王星探测涉及的4类主要科学问题,介绍了任务的功能模块、飞行轨道、设计约束等初步方案设想,重点围绕反应堆、热电转... 本文对比分析同位素电源和空间堆电源在空间应用优劣基础上,确定空间堆电源为海王星边际探测任务的能源方案,提出了海王星探测涉及的4类主要科学问题,介绍了任务的功能模块、飞行轨道、设计约束等初步方案设想,重点围绕反应堆、热电转换装置、技术路线、涉核安全与辐射防护等阐述了10 kWe级空间堆电源技术方案,形成包括测控通信、电推进、自主运行管理、高可靠长寿命设计、有效载荷与微小卫星初选等在内的探测器平台方案,可为我国海王星探测的论证与实施提供参考. 展开更多

关键词 海王星探测 10 kWe级空间堆电源 任务分析 空间涉核安全 探测器平台

原文传递

一种基于李群描述的深空探测器姿态估计方法

18

作者 徐浩 裴福俊 蒋宁 《深空探测学报》 2020年第1期102-108,共7页

针对深空探测器姿态估计问题,提出了一种基于星敏感器的深空飞行器姿态估计新型算法,用李群替代了传统的四元数来描述姿态,避免了四元数转换为姿态矩阵产生的非唯一性和复杂计算等问题。该算法给出了基于星敏感器的姿态观测方程和空间... 针对深空探测器姿态估计问题,提出了一种基于星敏感器的深空飞行器姿态估计新型算法,用李群替代了传统的四元数来描述姿态,避免了四元数转换为姿态矩阵产生的非唯一性和复杂计算等问题。该算法给出了基于星敏感器的姿态观测方程和空间中刚体的运动学模型在李群下的描述并提出了一种基于李群的滤波算法,完成了深空飞行器动态姿态的确定。该线性化模型解决了传统非线性模型在滤波过程中产生的误差,同时省去了四元数转化为姿态矩阵的步骤,减少了计算量。最后,仿真实验中对比了传统的基于四元数的姿态确定算法,可以看出该算法具有更好的稳定性和准确性。 展开更多

关键词 深空探测器 星敏感器 姿态估计 李群滤波

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深空探测器飞行动力学计算与参数优化分析

19

作者 和兴锁 李亮 +1 位作者 邓峰岩 张娟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2006年第3期49-52,共4页

根据航天(宇航)动力学理论,建立了深空探测器在空间复杂力场作用下的动力学方程;编制了探测器与空间各星体间相对位置和相对运动的管理软件;对空间各星体的引力进行了实时分析与计算;并以土星探测器为例,研究了其飞行参数的优化设计以... 根据航天(宇航)动力学理论,建立了深空探测器在空间复杂力场作用下的动力学方程;编制了探测器与空间各星体间相对位置和相对运动的管理软件;对空间各星体的引力进行了实时分析与计算;并以土星探测器为例,研究了其飞行参数的优化设计以及飞行轨道的计算机仿真。仿真结果与国外某土星探测器的飞行轨道及飞行时间基本吻合,从而证明所建立的计算模型是正确的,数值计算方法和程序是可行的。 展开更多

关键词 深空探测器 飞行动力学 参数优化 计算机仿真

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基于信息融合的深空探测器的自主导航方法 被引量：8

20

作者 宁晓琳 房建成 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期66-71,共6页

天文导航是深空探测器实现自主导航的重要手段之一 ,其基本原理是基于航天器轨道动力学方程和对天体的观测信息 ,利用卡尔曼滤波精确估计航天器的位置和速度。但由于天文导航只使用了相对于天体的角度信息 ,所以定位精度较低。为解决这... 天文导航是深空探测器实现自主导航的重要手段之一 ,其基本原理是基于航天器轨道动力学方程和对天体的观测信息 ,利用卡尔曼滤波精确估计航天器的位置和速度。但由于天文导航只使用了相对于天体的角度信息 ,所以定位精度较低。为解决这一问题 ,文章提出了一种在天文观测信息的基础上 ,同时利用多普勒频移测量探测器与地面站的相对速度 ,并利用信息融合将两者有效的结合在一起的导航新方法。计算机仿真结果显示 。 展开更多

关键词 信息融合 深空探测器 自主导航方法 天文导航 计算机仿真

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