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2009年  第29卷  第5期

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论文
萤火一号火星探测计划的科学目标
吴季, 朱光武, 赵华, 王赤, 李磊, 孙越强, 郭伟, 黄乘利
2009, 29(5): 449-455. doi: 10.11728/cjss2009.05.449
摘要(2845) PDF 688KB(1820)
摘要:
与其他行星相比火星是与地球最为相似, 也是最有可能在其上发现地球以外生命现象的一颗行星, 因此特别受到人类的关注. 近年来, 有国家已经发射了火星探测器, 并启动了载人火星探测研究计划. 中国是世界上第五个具备自主发射人造卫星的国家, 也是世界上第三个具备自主开展载人航天活动的国家. 但是中国在深空探测领域才刚刚起步. 2007年中俄两国签署了联合探测火星计划, 俄罗斯负责将中国研制的一颗微小卫星------萤火一号发送至火星轨道. 萤火一号将开展自主探测, 并与俄罗斯的火卫一探测器开展联合探测. 本文综述了萤火一号任务提出的科学背景及科学目标, 简要介绍了为实现科学目标配置的有效载荷, 以及入轨后的主要探测任务, 并对其科学探测结果进行了初步的展望.
萤火一号探测器的关键技术与设计特点
陈昌亚, 侯建文, 朱光武
2009, 29(5): 456-461. doi: 10.11728/cjss2009.05.456
摘要(2139) PDF 616KB(1433)
摘要:
对中国第一颗火星探测器的功能与组成以及超远距离通信技术, 深空探测自主姿态确定与控制技术, 火星探测器热控制技术, 火星探测器超低温适应等关键技术进行了分析, 并提出了关键技术的解决途径, 结合工程阶段的技术状态, 论述了中国火星探测器的设计特点, 对该探测器的研制以及后续相关型号任务的研制和生产具有良好的参考价值.
火星等离子体环境探测
李磊, 张爱兵, 孔令高, 王世金, 孙越强, 朱光武
2009, 29(5): 462-466. doi: 10.11728/cjss2009.05.462
摘要(2779) PDF 507KB(1232)
摘要:
萤火一号(YH-1)探测器将对火星空间环境进行独立而深入的探测研究, 探测各空间 区域的等离子体特性及其对太阳风扰动的响应, 以及火星离子逃逸过程, 研究太阳 风对火星水体损失的影响. 为了实现这一目标, 萤火一号搭载了等离子体探测包, 包括2个离子分析器和1个电子分析器, 具有较高的时间分辨率、能量分辨率, 可以 探测0.02~10 keV的离子、电子, 同时能够对粒子的入射方向及1~44 au (1 au= 9.1095×10-31 kg)质量范围内的离子成分进行分辨. 本文阐述了萤火一号等离子体探测的科学意义, 并对等离子体包的工作原理, 仪器设计进行了介绍.
火星空间环境磁场探测研究
周斌, 赵华, 王劲东, 陈斯文, 廖怀哲, 朱光武, 王赤, 张鑫, 李磊, 孙越强, 冯永勇, 周敬萱, 陶然
2009, 29(5): 467-474. doi: 10.11728/cjss2009.05.467
摘要(2627) PDF 811KB(1288)
摘要:
萤火一号卫星将对火星空间环境磁场实施探测. 火星磁场对火星弓激波、磁鞘、电离层、大气等绝大多数空间环境效应都具有重要影响, 萤火一号对火星磁场的探测是通过搭载于其上的科学载荷磁强计来实现的. 此磁强计在工作原理及具体设计上, 考虑了火星轨道严酷的工作环境和科学目标所需的测量要求. 通过装星前的地面标定测试, 验证了萤火一号磁强计可以在-130~75°C温度范围内测量±256 nT以内的磁场, 分辨率可达到0.01 nT, 带宽内总噪声小于0.03 nT, 能够满足萤火一号对火星空间环境探测的需求.
中俄联合火星电离层星-星掩星探测
孙越强, 杜起飞, 朱光武, 吴季, 陶鹏, 白伟华, 赵华, 胡雄, 吴小成, 郑建华
2009, 29(5): 475-479. doi: 10.11728/cjss2009.05.475
摘要(2722) PDF 491KB(1467)
摘要:
中俄联合火星星-星掩星探测是人类首次在火星空间环境进行此类的联合试验. 用于探测火星电离层的星-星掩星技术较以前星地间的探测技术相比, 有可接收高信噪比信号, 反演精度高, 可探测火星上太阳天顶角大于43°, 或者小于138°的区域电离层等优点. 本文介绍了中俄联合火星星-星掩星探测方案、基本原理, 给出了主要技术指标、地面模拟测试结果.
萤火一号宽视场彩色相机的设计及地面检测
曹剑中, 郭伟, 祝青, 王华伟, 唐垚, 武力, 张海峰
2009, 29(5): 480-485. doi: 10.11728/cjss2009.05.480
摘要(2056) PDF 647KB(1233)
摘要:
介绍了宽视场彩色相机工作原理、相机方案及设计结果. 发射前实验室检测结果表明, 整机静态分辨率达180 lp/mm, 信噪比为34 dB. 用户在发射前对宽视场彩色相机的成像效果进行了初步评估, 认为宽视场彩色相机能够正常工作, 数据格式正确, 图像质量优良, 能够进行稳定的数据观测, 采集与下传. 最后介绍了相机在研制过程中采用的一些新技术.
萤火一号探测器有效载荷数据管理器设计
安军社, 陈晓敏, 石俊峰, 周盛雨, 吴琦, 吕良庆, 张忠伟
2009, 29(5): 486-489. doi: 10.11728/cjss2009.05.486
摘要(2922) PDF 571KB(1290)
摘要:
针对萤火一号探测器各有效载荷的需求设计出安全、可靠的载荷数据管理器(PDHU), 实现对其 进行数据采集、处理、存储以及供配电等; PDHU提供操作系统, 便于应用软件的 开发; 针对火星探测的实际情况, 对地通信采用无交错的RS码加卷积码的级连编码方式进行信道编码.
萤火一号深空测控设备
熊蔚明, 谢春坚, 梁显锋, 白云飞, 屈晨阳, 王竹刚, 郭丽莉, 耿浩, 邓永生, 姜亚祥, 王蔚, 曹志宇, 赵涛
2009, 29(5): 490-494. doi: 10.11728/cjss2009.05.490
摘要(2780) PDF 554KB(1328)
摘要:
深空测控通信是实施深空探测的关键技术, 萤火一号探测器是中国第一个深空探测器. 本文介绍了深空测控通信的特点、存在的技术困难及需要攻克的关键技术, 描述了萤火一号火星探测器的测控通信技术方案及星载测控设备的功能分配, 给出了星载测控设备的基本配置情况及主要技术指标. 萤火一号探测器的测控和数传采用一体化设计方案, 在10 kg重量约束条件下, 实现了上行遥控通道及下行遥测通道, 具备科学数据传输通道及测定轨信号发送的功能, 而且每个通道均具有冗余备份设备.
1998年9月24日地磁暴前宇宙线各向异性特性分析
王晶, 刘四清, 薛炳森, 龚建村
2009, 29(5): 495-501. doi: 10.11728/cjss2009.05.495
摘要(2457) PDF 724KB(1283)
摘要:
分析了日本Nagoya 宇宙线闪烁体望远镜30°, 49°, 64° 倾角的东、西、南、北方向探测数据的变化特点, 运用小波分析方法定性地探讨了磁暴前后宇宙线南北、东西各向异性的变化特征. 研究发现, 当发 生大地磁暴时, 地面宇宙线强度的各向异性特征将发生非常大的变化, 这种变化一般在磁暴发生前10~20 h就开始出现. 当描述这种各向异性特征的各向异性指数的小波系数变化达到一定阈值时, 就可能有大地磁暴发生.
新版亚大地区F2电离层频率预测方法
曹红艳, 孙宪儒
2009, 29(5): 502-507. doi: 10.11728/cjss2009.05.502
摘要(2125) PDF 515KB(2742)
摘要:
新版亚大地区F2电离层频率预测方法根据电离层参量与太阳黑子数12个月流动平均值R12的互相关原理, 使用R12代替了由重庆F2层临界频率导出的电离层指数Ic, 减小了R12转换为Ic时的误差; 并在原亚大地区F2电离层频率预测方法的基础上审慎地选择并增补了一些探测站的大量数据, 不再使用三组不 同R12值的B系数去插值, 避免了中间环节所带来的插值误差. 并对几种不同方法的预测结果进行了比较, 结果显示新版本的预测精度较高.
利用X射线源实现航天器相对定位
毛悦, 宋小勇, 贾小林, 吴显兵
2009, 29(5): 508-514. doi: 10.11728/cjss2009.05.508
摘要(2070) PDF 614KB(1005)
摘要:
利用X 射线源实现航天器相对定位, 突破了X 射线脉冲星绝对定位中需要选取具有稳定周期脉冲星的限制, 通过周期脉冲信号及非周期时变信号互相关时差测量仿真试算, 得出信号变化幅度是影响时延测量精度的重要因素. 在分析测距和星历误差对相对定位精度影响的基础上, 利用脉冲星数据库中提供的脉冲星参数, 对同时观测3~6 颗脉冲星的相对定位精度进行了试算.
基于轨道动力学模型的分布式SAR卫星编队CDGPS相对定位
谷德峰, 朱书博, 易东云
2009, 29(5): 515-521. doi: 10.11728/cjss2009.05.515
摘要(2187) PDF 672KB(1215)
摘要:
针对分布式SAR卫星编队星间基线的高精度确定问题, 提出了基于轨道动力学模型的分布式SAR卫星编队CDGPS相对定位方法. 根据CDGPS原理及基于轨道动力学模型的星间相对定位原理,在CDGPS测量的基础上, 引入轨道动力学模型提供的先验约束信息, 对长弧段的观测数据进行解算, 克服了运动学逐点解算方法在观测几何较差或观测数据不足情况下无法应用的缺点. 此方法能够有效抑制测量中的随机误差, 提高相对定位精度, 提供了一种可实现mm量级星间基线确定的技术途径. 通过仿真计算验证了动力学方法的有效性. 计算结果表明, 动力学方法可以显著提高相对定位精度. 相对于运动学方法, 前者L1固定解的精度提高了68%, 而消电离层固定解的精度提高了95%.
基于固定优先级航天器任务分层调度研究
何锋, 宋丽茹, 熊华钢
2009, 29(5): 522-528. doi: 10.11728/cjss2009.05.522
摘要(2083) PDF 526KB(1209)
摘要:
在航天器自主控制结构中, 采用分层结构构建系统, 实现不同分组的软件互不影响执行. 针对固定优先级调度模型, 通过对分区可调度性和分区设计问题进行研究, 仔细考察了任务最大响应时间迭代计算过程, 提出了一种更为精确的求解算法; 在固定优先级任务利用率上限的基础上, 给出了分区任务可设计的判定条件; 通过利用价值函数, 给出了分区参数解析模型, 在此基础上, 提出了一种局部最优的设计方法来实现整个处理器的分区设计, 通过具体实例对所提出的分区分析和设计方法进行了验证.
可展桁架天线形面精度理论分析
杨玉龙, 关富玲
2009, 29(5): 529-533. doi: 10.11728/cjss2009.05.529
摘要(2493) PDF 463KB(1198)
摘要:
针对可展桁架天线杆件多和转动铰多的特点, 研究杆件加工公差和转动铰间隙对天线反射面精度和重复展开精度的影响. 根据杆件加工公差和转动铰间隙发生的随机性, 建立相应的随机数据模型和Monte-Carlo随机有限元模型, 计算杆件加工公差和转动铰间隙所引起的天线反射面精度误差. 研究表明, 间隙所引起的反射面精度误差远大于杆件公差所引起的误差, 并且天线重复展开精度差值不宜忽视.
平面-抛物面型薄膜天线形面及温度分析
徐彦, 关富玲, 王宏建
2009, 29(5): 534-539. doi: 10.11728/cjss2009.05.534
摘要(2060) PDF 516KB(1181)
摘要:
为了解决星载天线的大口径与运载工具整流罩有限体积, 以及星载天线的重量与卫星平台和运载工具承载能力之间的矛盾, 充气可展开结构技术是非常理想 的选择. 为实现高精度反射面, 针对平面-抛物面型充气可展开天线反射面, 进行弹性力学分析, 得到反射面与充气气压、薄膜材料、边界条件之间的关系, 以及形 面和抛物面间存在的M形误差. 在此基础上, 探讨了天线在轨时温度变化对反射面 形面的影响, 提出了消除这种影响的两种方法. 利用ANSYS分析结果对理论解进行验证, 结果吻合.
无线电伪距导航系统GDOP扩展研究
黄莹
2009, 29(5): 540-544. doi: 10.11728/cjss2009.05.540
摘要(2070) PDF 354KB(1180)
摘要:
GDOP 是衡量导航系统精度的一个重要指标, 但随着导航系统从单一向复合的发展, 不同工作模式的系统被有机结合起来, 形成了多种组合或耦合的系统, 而这些系统的GDOP参数从定义到计算都变得异常复杂, 限制了其进一步的应用. 因此, 本文从GDOP 的数值计算出发, 将GDOP 计算转化成求解不同的线性方程, 将组合不同的系统转化为计算中的约束条件, 解决了不同系统组合的GDOP 计算问题, 拓展了GDOP 理论, 也为其广泛应用奠定了基础.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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