三轴磁强计测量误差修正方法

三轴磁强计测量误差修正对卫星姿态确定和控制具有重要意义。文章针对三轴磁强计测量误差的来源进行理论分析,引入磁场输入引起的常值漂移,建立了三轴磁强计测量误差修正模型,并基于该模型在磁环境模拟器中对Honeywell公司的三轴磁强计（HMR2300R）进行标定。实验结果表明改进模型可以将测量误差控制在50 nT以内,满足低成本敏感器在微小卫星姿态确定中的应用要求。     

一种不借助零磁线圈的星载磁强计校准方法

文章介绍一种星载磁强计校准装置及方法。首先,将高精度地面磁强计的三分量磁传感器置于标准磁场发生装置形成的磁场环境内,通过后端数据处理装置采集得到第一磁场数据,并进行不同量程下螺线管线圈常数Ci的标定;然后,将星载磁强计置于上述标准磁场环境内,并以高精度地面磁强计不同量程下获得的Ci作为基准,通过后端数据处理装置采集得到第二磁场数据;最后,对第一磁场数据和第二磁场数据进行比对,得到星载磁强计的量程、分辨率及稳定性校准值。上述校准项目所有参数的校准结果不确定度为u=0.12%（k=2）。本方法已成功应用于多种军民型号星载磁强计校准。     

一种改进的高精度硅微陀螺仪闭环驱动方案研究

提出了一种改进的高精度硅微陀螺仪闭环自激驱动方案。该方案对相角进行了优化控制，消除了驱动频率和驱动模态固有频率的相对频差影响，实现了闭环驱动的相角和增益条件的解耦。利用闭环回路中直流控制量与驱动力间的非线性关系，实现闭环自激控制。试验结果表明，1小时内，驱动频率变化的均方差为0．009Hz，相对变化量为2．2ppm；驱动幅度变化的均方差为0．0025mV，相对变化量为15ppm。由此可见，本方案使驱动频率和幅度稳定性得到了极大提高。     

星载感应式磁力仪电控学箱设计与分析

为了保证感应式磁力仪电子器件在轨运行期间具备良好的工作环境,同时承受卫星发射过程中的载荷冲击,需设计散热性能优异、力学性能良好、抗辐射的感应式磁力仪电控学箱。文章综合考虑电控学箱的电路设计、结构设计和热设计,各系统设计同时进行,交互协调优化,提出了相应的设计方案。热、力学仿真分析对设计方案的初步验证结果表明:电控学箱在热设计和结构设计上均满足相关设计指标要求。文中所探讨电控学箱设计方法可以为其他电子设备的设计研制提供参考和依据。     

面向空间应用的高精度磁阻磁强计设计及性能测试

文章基于磁阻磁强计的工作原理,提出了高精度磁阻磁强计三分量探头和电子电路设计方案:改进磁强计三分量探头结构,以消除三分量磁畴间的相互干扰所引起的测量误差;采用交流耦合和闭环控制工作模式,以消除磁畴排列紊乱带来的影响,稳定磁强计的工作状态。关键性能指标的测试结果表明,磁阻磁强计在1 Hz点处的频谱噪声达到38 pT/(Hz)~(1/2),其噪声性能显著提高。另外,该磁阻磁强计采用微型化结构设计,便于安装,满足微小卫星的空间磁场探测的需求。     

基于DSP28335的质子旋进式磁力仪控制系统设计与实现

质子旋进式磁力仪是依据质子的旋进频率来测量地磁场的仪器。文章在分析了国内外质子磁力仪发展现状的基础上,提出了以DSP28335为核心的新型质子旋进式磁力仪控制系统的设计方案,着重介绍了数字控制板的设计和测频关键技术。与以单片机、PIC为控制芯片的传统磁力仪不同,新设计旨在解决现有系统成本高、功能有限和硬件电路复杂等问题,并完成了原理样机的研制。最后在实验室内对关键的测频技术进行了针对性测试,测量精度达到国内先进水平。     

三轴磁强计及梯度计校准的综合系数法

三轴磁强计及其组成的梯度计在卫星地磁导航和空间探测中起到至关重要的作用,因此在使用前必须对它们进行校准。文章分析了三轴磁强计和梯度计的测量误差来源,建立了磁强计与梯度计测量误差修正模型,提出综合系数法,即无需单独考虑每个影响误差的因素。利用无磁转台在均匀磁环境中对Bartington公司生产的三轴磁强计及其组成的梯度计进行了标定,结果表明：该方法能够将2个磁强计中的最大总场偏差从552.4 nT降到15.0 nT,将三分量梯度计x向最大输出偏差从3 891.5 nT降到37.2 nT,显著提高了三轴磁传感器的测量精度和效率。     

基于弹性体模型的微机械陀螺检测电容解析方法

以体微机械加工技术制备的音叉式振动型微机械陀螺为研究对象，以提高其检测电容的解析精度为目的，利用多自由度动态有限元解析理论，首次提出了基于弹性体模型的检测电容解析法。实现了考虑制备工艺、加工手段等引起的微陀螺结构缺陷造成的性能、品质变异仿真，以及面向微陀螺最终输出性能——检测电容的动力学特性与检测特性的分析。此方法基本解决了刚体结构微机械陀螺简化模型的低精度缺陷问题，为实现其多物理场工作环境的表征、结构拓扑形态的设计、复杂动态性能的仿真等工程化目标提供了可能。     

An alternative algorithm for the spacecraft information system with magnetometer and solar sensor

The possibility of identification of motion parameters of a low-orbit spacecraft using readings of a three-axis magnetometer and solar position sensor, without integration of the Euler’s dynamic equations or direct measurement of the object’s angular velocity, is considered.     

磁场压缩波动幅度对卫星磁强计零位标定影响的数值仿真

文章通过数值仿真分析了在不同压缩波动相对幅度条件下用Davis-Smith方法计算磁强计零位补偿的误差特征。结果表明,随着压缩波动相对幅度的减小,零位补偿的误差有减小的趋势;如果磁场某一分量中存在和压缩波动频率相同的波动,且幅度与压缩波动幅度相当,则该分量的零位补偿误差相对较大。因此,建议磁场波动与压缩波动的平均波动幅度之比的参考值在5～10之间,且参考值取得越大,零位补偿误差越小。     

基于光纤耦合金刚石NV色心系综磁强计的电路诊断方法

为考查应用新型磁强计——金刚石氮空穴（nitrogen-vacancy, NV）色心系综磁强计进行电路诊断的可行性和可靠性,从金刚石NV色心系综磁强计的基本原理出发,搭建了一套光纤耦合金刚石NV色心系综磁强计测试实验系统,将探头紧贴于电路导线外壳,通过测量磁强计处磁场信号的变化实现对电路的诊断。实验结果表明,金刚石NV色心系综磁强计对电路异常引起的磁场变化响应明显,对电流的分辨率优于50 mA;当探头和导线距离发生变化时,观测信号曲线呈现明显的台阶,空间分辨率优于0.4 mm。本系统采用更加简洁的方案实现了10 μT量级磁场分辨率的性能指标,能够诊断出电路的电流变化并进行精确定位,可广泛应用电路无损检测及可靠性评估。     

参考坐标系对Davis-Smith方法计算磁通门磁强计磁零点补偿值的影响

为减小基于Davis-Smith方法进行磁通门磁强计在轨标定中存在的误差,利用数值仿真分析同一磁场波动在不同参考坐标系下用Davis-Smith方程获得零位补偿的误差特征,结果发现：同一波动在不同坐标系下的零位补偿误差差别极大;选取特定参考坐标系（相对于场向坐标系而言）可有效降低Davis-Smith方程的计算误差;一般而言,利用2个波动的磁场数据计算而产生的误差会比用单个波动的更小。了解这些零位补偿误差的分布特征将有助于挑选合适的磁场波动时段,从而提高磁通门磁强计在轨标定的精度。     

Particle filter using a new resampling approach applied to LEO satellite autonomous orbit determination with a magnetometer

Particle filter (PF) is widely used in nonlinear and non-Gaussian systems. Resampling is one of the significant steps in PF. However, PF using conventional resampling approaches may lead to divergent solutions because of the degeneracy phenomenon or sample impoverishment associated with a multidimensional system. In this article, an efficient alternative to conventional resampling approaches, called adaptive partial systematic resampling (APSR) with Markov chain Monte Carlo move and intelligent roughening is proposed for satellite orbit determination using a magnetometer. The results of the new resampling approach are compared with conventional resampling approaches and with unscented Kalman filter (UKF) for various initial errors in position and velocity, measurement sampling periods, and measurement noises to evaluate and verify the performance of the new resampling approach. The results of the new resampling approach in all cases are significantly better than the results of conventional resampling approaches. The velocity accuracy of the orbit determination of APSR is slightly poorer than UKF for relatively small initial errors, and small Gaussian measurement noise. However, the proposed approach yields more robust and stable convergence than UKF under large initial errors, long measurement sampling period, large Gaussian measurement noise, or non-Gaussian noise.     

浅谈航班表小时时段航空器个数条形图的应用

一、使用航班表小时时段航空器个数条形图的原因《孙子兵法》中说:知己知彼,百战不殆。同样,在空管指挥实施过程的实践中,能够迅速、准确地掌握相关空域空中的每个小时时段的航空器个数是也管制部门