紫外CCD敏感器头部电路系统的研究

介绍了我国探月工程之嫦娥一号卫星的紫外CCD敏感器系统的CCD电路的软硬件的开发研究.紫外CCD敏感器由光学结构、CCD及处理线路、数据处理单元及其软件组成.入射光经光学系统后,照射在CCD敏感元件,经视频处理电路处理后形成数字图像信号.数字图像信号保存在数据存储器中,由数据处理器进行分析处理.计算得到月球的中心并转换为探测器对月姿态角,其中紫外CCD敏感器头部电路包括CCD电路、时序电路、驱动电路、视频处理电路和电源电路.核心器件CCD采用E2V公司的CCD48-20芯片,文中重点介绍该CCD的时序、驱动和Smear等难点问题.      

四大相机记录探月精彩瞬间

"嫦娥二号"作为我国探月工程二期的先导星,肩负着验证部分关键技术,降低后续工程风险的重任。为此,工程研制人员除了为"嫦娥二号"卫星配置了清晰度更高,性能更好的CCD立体相机外,还特意为"嫦娥二号"打造了一套"全方位、多角度"的监视相机系统,用以密切监视卫星在奔月及环月飞行期间,星上重要设备的工作情况,并在卫星飞抵月球     

中国航天

<正>我国将进行探月三期再入返回飞行试验执行探月工程三期再入返回飞行试验任务的飞行试验器8月10日从北京运抵西昌卫星发射中心,并开展相关测试和试验。试验任务将于今年择机实施,主要验证嫦娥五号任务返回器以接近每秒11.2千米的第二宇宙速度再入返回相关技术。嫦娥三号任务圆满成功后,我国探月工程全面转入三期。作为"绕、落、回"规划的第三步,探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回,突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和接近第二宇宙速度再入返回四项核心关键     

“嫦娥二号”卫星发射及任务实施情况

<正>2010年10月1日18时59分57秒,"长征三号丙"火箭在我国西昌卫星发射中心点火发射,把"嫦娥二号"卫星成功送入太空。这标志着探月工程二期任务迈出了成功的第一步。"嫦娥二号"卫星是我国自主研制的第二颗月球探测卫星,是探月工程二期的技术先导星。与"嫦娥一号"卫星相比,"嫦娥二号"卫星进行了多项技术改进,将验证直接地月转移发射、近月100km制动、环月轨道机动与定轨、X频段测控、高精度对月成像等多项关键技术,为实现成功落月积累经验。     

撩开“嫦娥”的面纱——专访“嫦娥一号”探月卫星总设计师兼总指挥叶培建

2003年11月本刊在全国媒体中率先刊登了中国空间技术研究院月球探测卫星工程论证组的文章《嫦娥工程——中国的绕月探测工程》，首次向国人披露了我国的探月计划．立即引起社会的广泛关注，一转眼两年时间过去了．随着“神舟”六号飞行的圆满成功，人们有理由把目光更多地集中到祖国的航天事业上来。那么．“嫦峨”工程进展如何？什么时候我国的飞行器光临月球，日前，本刊记者带着大家关心的问题，采访了中国科学院院士、“嫦娥一号”月球探测卫星总设计师和总指挥叶培建先生。[编者按]     

嫦娥一号绕月 嫦娥邮品争艳

2007年10月24日18时05分,从中国西昌卫星发射中心传来喜讯——长征三号甲运载火箭将我国自行研制的第一颗月球探测卫星——嫦娥一号送入太空.11月26日,嫦娥一号卫星发回了第一幅月面照片,这标志我国首次探月工程圆满成功.     

嫦娥探月待来时——我国月球探测二期工程展望

在中国探月工程一期圆满成功的同时,中国探月工程二期也已启动. 据中国探月工程领导小组组长、国防科工局局长陈求发透露,对一期工程的备份星进行技术改进的嫦娥二号卫星,将作为二期工程的先导星,用于试验验证二期工程轨道、测控和软着陆等相关的五个方面的关键技术,降低二期工程的技术风险.同时,嫦娥二号卫星搭载的CCD相机分辨率由120米提高到10米,深化月球科学探测.     

中国航天

<正>嫦娥五号真空热试验完成嫦娥五号飞行试验器是探月三期工程的首发星,承担着探月三期返回再入验证任务。日前,嫦娥五号飞行试验器真空热试验圆满完成。图为科研人员正在进行嫦娥五号飞行试验器返回器与返回器支架对接的总装操作。(航讯)我国火箭助推器回收技术进入试验验证阶段近日,中国运载火箭技术研究院总体设计部在火箭助推器回收技术上取得阶段性进展。这意味着我国未来或可实现火箭助推器的安全可控回收。     

中国探月工程

"嫦娥4号"于2019年1月3日成功实现人类航天器首次在月球背面软着陆,"玉兔2号"月球车率先在月背刻上了中国足迹。至今,国际月球探测活动共实施126次,期间出现两个探月高潮。20世纪50—70年代,美苏两个航天大国之间的竞争引起第一轮探月高潮。20世纪末至今,各航天国家意识到月球探测的战略意义,纷纷提出月球探测计划并积极实施,月球成为各国争先探测的热点,掀起第二轮探月热潮。中国自2004年首次绕月探测工程立项实施以来,共开展了"嫦娥1号""嫦娥2号""嫦娥3号""嫦娥4号"及再入返回飞行试验共5次月球探测任务,实现"五战五捷",在空间技术、空间科学与应用、国际合作等方面取得了非凡成就,积累了丰富的经验,后续将继续开展以无人月球科研站为主的月球探测活动。     

中国探月拿到“返程票”

<正>绰号"小飞"的嫦娥五号飞行试验器飞到月球又返回来,把返回器放下,再返回月球继续工作,返回器以近似第二宇宙速度"太空打水漂"后在内蒙古四子王旗草原着陆。这意味着中国探月工程三期任务首战告捷,拿到了首张"返程票"。为保证这次试验的圆满成功,打造"小飞"的"娘     

藏匿在冯·卡门坑南部下方的月球质量瘤

月球着陆探测的候选着陆区域的质量异常分布,预示着对应区域发生过复杂的动力学演化过程,存在着异常丰富的物质组成。对月球的质量异常分布或重力场异常的探测是基于绕月卫星重力探测方法获取的,结合“嫦娥1号”月球探测获得的月球重力场异常模型与地形探测模型的数据,分析揭示存在于月球背面的质量瘤区域,研究结果表明：使用多次任务的数据首次证认了一个位于中尺度撞击区域,冯·卡门（Von Kármán）撞击坑的南半部和边缘的正下部的质量瘤,暂定编号CEFC04,冯·卡门撞击坑是该区域形成后,又一次大型撞击产生的。这类显著的被藏匿的中尺度月球质量瘤的发现,对探测研究月球的演化有重要意义。     

Co-registration of Chang’E-1 stereo images and laser altimeter data with crossover adjustment and image sensor model refinement

Topographic information is of fundamental importance for various scientific investigations in lunar and planetary exploration. To provide high-precision, seamless mapping capability, it is critical to co-register image and altimetry data, the two major data sources for topographic modeling. This paper presents a method for co-registration of Chang’E-1 (CE-1) stereo images and laser altimeter (LAM) data with crossover adjustment and refinement of the image sensor model. The crossover adjustment is tested in a larger area (0–60°N, 50–0°W); the image refinement and co-registration with LAM data are tested in an area (46.2–50.0°N, 31.8–28.8°W) within the larger area. Experimental results demonstrate that this co-registration reduces the mean differences of inconsistency from more than 200 m to just 3.21 m in the Z direction of object space. In image space, the mean errors of homologous points both in the column and row directions are reduced to below 0.1 pixel. This indicates that the proposed crossover adjustment of LAM data and refinement of the CE-1 stereo image model can effectively improve co-registration of the two data sets.     

The analysis of affections to the cold space calibration source of ChangE-1 payload Microwave Detector

ChangE-1 (CE-1) will be the first satellite of China in lunar orbit. Its Microwave Detector makes real-time and periodical calibration at high and low temperature points. The low brightness temperature calibration source will be provided by calibration antenna which is pointing towards the cold space.     

“嫦娥3号”月面探测器同波束干涉测量系统的设计与实现

为了提高"嫦娥3号"探测器(着陆器和巡视器)的相对定位精度,针对两器信标实际设置情况,设计了同波束干涉测量(same-beam interferometry,SBI)观测方案。利用着陆器和巡视器星地对接数据分析检验了由差分群时延解算含微小系统差的差分相时延的方法,给出了甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,VLBI)和同波束干涉测量模型及月面定位方法,并仿真分析了巡视器的相对定位精度。最终,把研究的方法实际应用于"嫦娥3号"巡视器的精密相对定位。结果表明,利用1h左右的连续观测弧段的着陆器数传信号以及巡视器数传信号(或遥测信号),采用事后处理方式,得到了随机误差约1ps的差分相时延数据。利用此数据,把"嫦娥3号"探测器的相对定位精度提高至1m左右。     

面向绕月交会对接的同波束VLBI研究

针对"嫦娥5号"(CE-5)探测器间高精度相对测量需求,设计了我国深空干涉测量处理中心框架下的同波束VLBI处理算法,分析了X波段同波束VLBI相位解模糊条件和结果;通过引入群时延辅助的相位干涉技术,大幅抑制了干涉时延随机误差,为同波束VLBI中相位解模糊提供了先验条件;利用CE-5对接实测数据验证了本文工作的有效性,为CE-5任务同波束VLBI的实施奠定了基础。     

Design and analysis of an extended mission of CE-2: From lunar orbit to Sun–Earth L2 region

Chang’E-2 (CE-2) has firstly successfully achieved the exploring mission from lunar orbit to Sun–Earth L2 region. In this paper, we discuss the design problem of transfer trajectory and at the same time analyze the visible segment of Tracking, Telemetry & Control (TT&C) system for this mission. Firstly, the four-body problem of Sun–Earth–Moon and Spacecraft can be decoupled in two different three-body problems (Sun–Earth + Moon Restricted Three-Body Problems (RTBPs) and Earth–Moon ephemeris model). Then, the transfer trajectory segments in different model are computed, respectively, and patched by Poincaré sections. The full-flight trajectory including transfer trajectory from lunar orbit to Sun–Earth L2 region and target Lissajous orbit is obtained by the differential correction method. Finally, the visibility of TT&C system at the key time is analyzed. Actual execution of CE-2 extended mission shows that the trajectory design of CE-2 mission is feasible.     

“嫦娥4号”中继星任务分析与系统设计

作为"嫦娥4号"任务的重要组成部分,中继星将为着陆器和巡视器提供中继通信支持。不同于其它月球探测器,中继星首次选择了绕地月L2平动点运行的晕(Halo)轨道以保证对月球背面的着陆器和巡视器提供连续的中继通信服务,面临诸多技术挑战。在对中继星任务特点进行分析的基础上,梳理了研制中的技术难题,包括使命轨道的选择、使命轨道的到达和长期维持、中继通信体制选择等,并提出了解决方案。中继星的总体设计方案概述也在文中给出。     

嫦娥一号卫星地月转移轨道中途修正分析

 中国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日成功发射并于11月7日顺利进入了距月面200km的科学探测的使命轨道,原计划在整个飞行过程中比较关键的轨道段是地月转移轨道段。要进行2至3次中途轨道修正,而实际的飞行结果只在第41h作了一次很小的修正,所用的速度增量是4.8m/s。基于有关的实测数据对此进行详细的分析,以期获得一些规律性的认识。     

嫦娥一号绕月探测器轨道投入过程实时监测判定的原理与技术实现

深空探测任务中的轨道机动是保证探测器进入预定轨道的关键环节, 也是实际测控 任务中的重点和难点. 在轨道机动过程中, 探测器通过点火产生自身加速度, 此过程会造成飞行状态不稳定, 使得对卫星机动过程的预测和判定变得更加复杂. 针对这些问题, 结合中国第一个深空探测任务嫦娥一号(CE-1)卫星, 对其轨道机动段, 特别是近月点入轨制动这一关键弧段, 提出了基于视向速度对探测器飞行状态进行实时监测估计的原理和方法, 进一步建立了相应的实时监测系统, 并应用于实际工程任务, 同时对该系统的表现进行评估, 为未来深空探测中的类似问题提供了一种有效的解决方法.      

一种基于天体观测的月球车位置姿态确定方法

针对月球车提出了一种基于天文观测的自主位置姿态确定方法.建立了利用天体敏感器测量得到的天体高度和方位作为观测信息的量测方程,并利用月球车运动的三阶常加速(CA,Constant Aceeleration)模型和姿态的欧拉角运动模型作为系统方程,给出了基于Unscented卡尔曼滤波获得月球车实时位置、速度和姿态信息的导航方法.计算机仿真表明该方法可达到较高的位置姿态确定精度.