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温哲, 欧阳浩, 李伟良, 张盛泉, 刘越, 张亚男, 许晴, 李瑞琨, 王小庆, 王娟, 邱立波, 郑福, 李少卿, 梅云飞, 曹印国, 屈少波, 金鹏飞, 王秋, 宋奥辉, 游庆瑜, 刘骅锋, 杨双, 张金海. 嫦娥七号月震仪载荷定标方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0121
引用本文: 温哲, 欧阳浩, 李伟良, 张盛泉, 刘越, 张亚男, 许晴, 李瑞琨, 王小庆, 王娟, 邱立波, 郑福, 李少卿, 梅云飞, 曹印国, 屈少波, 金鹏飞, 王秋, 宋奥辉, 游庆瑜, 刘骅锋, 杨双, 张金海. 嫦娥七号月震仪载荷定标方法[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0121
WEN Zhe, OUYANG Hao, LI Weiliang, ZHANG Shengquan, LIU Yue, ZHANG Yanan, XU Qing, LI Ruikun, WANG Xiaoqing, WANG Juan, QIU Libo, ZHENG Fu, LI Shaoqing, MEI Yunfei, CAO Yinguo, QU Shaobo, JIN Pengfei, WANG Qiu, SONG Aohui, YOU Qingyu, LIU Huafeng, YANG Shuang, ZHANG Jinhai. Calibration Method of Chang’E-7 Lunar Seismograph Payload (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-10 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0121
Citation: WEN Zhe, OUYANG Hao, LI Weiliang, ZHANG Shengquan, LIU Yue, ZHANG Yanan, XU Qing, LI Ruikun, WANG Xiaoqing, WANG Juan, QIU Libo, ZHENG Fu, LI Shaoqing, MEI Yunfei, CAO Yinguo, QU Shaobo, JIN Pengfei, WANG Qiu, SONG Aohui, YOU Qingyu, LIU Huafeng, YANG Shuang, ZHANG Jinhai. Calibration Method of Chang’E-7 Lunar Seismograph Payload (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2026, 46(2): 1-10 doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0121

嫦娥七号月震仪载荷定标方法

doi: 10.11728/cjss2026.02.2025-0121 cstr: 32142.14.cjss.2025-0121
详细信息
    作者简介:
    • 温哲 女, 1997年出生于河北省石家庄市, 现于中国科学院地质与地球物理研究所工作, 助理工程师, 主要研究方向为地震探测技术及月震仪的研究. E-mail: wenzhe@mail.iggcas.ac.cn
    通讯作者:
    • 欧阳浩 男, 1997年9月出生于湖南省耒阳市, 现于华中科技大学国家精密重力测量科学中心从事博士后研究, 主要研究方向为面向地球物理应用的高精度MEMS地震传感器电路设计与系统集成. E-mail: haoouyang@hust.edu.cn
    • 李伟良 男, 现为中国科学院国家空间科学中心副研究员, 主要研究方向为载荷结构设计. E-mail: liweiliang@nssc.ac.cn
    • 游庆瑜 男, 现为中国科学院地质与地球物理研究所研究员, 博士生导师, 中国国产OBS的主要研制者, 主要从事地震仪器装备的研制和地震数据处理工作. E-mail: qyyou0880@mail.iggcas.ac.cn
    • 刘骅锋 男, 1987年9月出生于河南省新乡市, 现为华中科技大学国家精密重力测量科学中心教授, 博士生导师, 国家优青, 主要研究方向为面向空间科学和地球物理应用的高精度MEMS传感器和精密仪器等. E-mail: huafengliu@hust.edu.cn
    • 杨双 男, 1984年6月出生于山东省济宁市, 现为中国科学院国家空间科学中心高级工程师, 硕士生导师, 主要研究方向为空间智能信息处理与应用. E-mail: yangshuang@nssc.ac.cn
  • 中图分类号: P184

Calibration Method of Chang’E-7 Lunar Seismograph Payload

  • 摘要: 嫦娥七号任务计划在月球南极部署中国首台自主研制的月震仪, 用于监测天然月震与陨石撞击等事件激发的振动信号, 并开展为期八年的科学探测. 为保障月震仪在月球极端环境下的测量精度与长期工作的稳定性, 需建立系统的定标方法, 以确保其关键参数与技术指标符合科学探测与数据反演的要求. 依据地面地震计入网技术标准, 结合月震仪的带宽、动态范围、震级测量范围等性能要求, 设计了涵盖幅频响应、灵敏度及其误差、自噪声、量程等关键指标的地面定标试验方案. 此外, 针对在轨运行需求, 本文设计了月面在轨自主定标方案, 并提出基于人工震源的月面定标方法. 本研究构建了完整的月震仪功能与性能定标体系, 为月震仪从地面验证到在轨运行各阶段提供了系统的性能测试与评估依据, 为后续获取高精度月震数据并开展科学解析奠定了重要基础.

     

  • 图  1  嫦娥七号月震仪整机原理

    Figure  1.  Functional diagram of the Chang’E-7 lunar seismograph

    图  2  震级性能指标与加速度性能指标的对应关系

    Figure  2.  Correlation principles between magnitude and acceleration performance indicators

    图  3  振动台定标方法原理

    Figure  3.  Principle of vibration table measurement method

    图  4  重力场翻滚标定量程

    Figure  4.  Rolling calibration range for the gravitational field

    表  1  月震仪主要指标项

    Table  1.   Main performance indicators of the lunar seismograph

    指标项 要求值
    频带范围/Hz 1/120~100
    动态范围/dB >120
    测量范围 –4~+4级月震
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    表  2  月震仪主要性能指标与定标试验项目

    Table  2.   Main performance indicators of the lunar seismograph and the corresponding calibration test items

    序号 名称 定标试验项目 任务要求规定的指标要求
    宽频带月震计 MEMS月震计
    1 测量带宽 振动台频带定标 1/120~10 Hz 1~100 Hz
    2 震级测量范围 振动台量程定标 –4.0~+3.2级 –3.2~+4.0级
    3 加速度测量范围 量程与自噪声 (2.5×10–9~2.5×10–3)g (16×10–9~16×10–3)g
    4 自噪声 自噪声定标 优于2.5×10–9g /Hz1/2@1 Hz 优于16×10–9g/Hz1/2@10 Hz
    5 灵敏度 振动台量程定标 2000±60 V/g 187±20 V/g
    6 灵敏度标定误差 振动台量程定标 ≤3% ≤3%
    7 动态范围 量程与自噪声 >120 dB >120 dB
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    表  3  定标试验设备

    Table  3.   Calibration test equipment

    名称 型号 生产单位 参数性能
    加速度计标定测试
    工作站
    3629 Brüel & Kjær 最大负载10 kg
    频率范围0.1~200 Hz
    激励信号: 步进正弦或双正弦
    高精度线性运动
    测试台
    CDZ-50 浙江大学 最大负载40 kg
    频率范围0.005~160 Hz
    最大负载时的最大加速度0.2 g(峰值)
    高精度二自由度惯性测试台 TBL-D2208 北京航天控制仪器研究所 最大负载20 kg
    转台转角范围±360°
    转台角位置定位精度1″
    超低频振动基准装置 中国计量科学研究院 包含垂直向振动和水平向振动
    频率范围0.005~80 Hz
    加速度失真度<1%
    最大加速度20 m·s–2, 最大位移1000 mm
    加速度测量不确定度0.2%~0.5%(k=2)
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-18
  • 修回日期:  2026-01-18
  • 网络出版日期:  2026-01-19

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