高精度霍尔电推进技术的应用与发展研究

在现代化全域通信导航的应用背景下,卫星平台所需具备的精确轨道预测与实时轨道控制能力对电推进系统的推力精度、分辨率等性能提出更高的要求,因此建设高精度的电推进系统具有非常重要的意义。通过对空间应用需求和电推进技术现状的分析,阐明了当前电推进技术的推力输出精度不足以支撑高精度连续导航、超低轨卫星实时阻力补偿以及高分辨率遥感卫星动中成像等空间任务的需求。在此基础上,以霍尔推进系统为研究对象,针对研制高精度推进系统的技术难点,从霍尔推力器技术、流量控制技术、电源及控制技术和试验验证技术四个方面阐述了国内外研究的现状,分析和探讨了关键技术的发展方向和研究思路,为高精度霍尔推进技术未来的重点研究和发展方向提出建议。     

前言

随着频率控制器件、高精度频率源的迅速发展和时间频率测量技术在航天工程、雷达、导航、通讯、深空探测、射电天文、精密守时、精密测绘、长基线干涉仪、电波传播现象的研究等方面的广泛应用,以及由于时间、频率基准的准确度是所有计量基准中最高的,其他基准如长度、电压、低温均可借助时间频率基准来提高他们的准确度,因此,频率控制器件和时间、频率标准已成为国内外广泛研究的重要课题。美国出版的《频率控制年会》论文集比较集中地介绍了最近取得的有关时间频率的一些新理论、新技术、新工艺和新产品。     

基于时空和时相关系的时频处理方法

随着导航定位、空间技术、计量、精密时频测控包括各种量子频标的发展,对特高分辨力的时间测量和处理以及高频率的点频信号测量提出了更高要求。针对这方面的问题可以采用以信号稳定传输现象为基础以及相位变化规律存在于任意频率信号之间等特性达到高精度测量的目的。基于信号传播的稳定性,根据时间和空间之间的关系,通过建立针对性的传输通道把被测量的时间间隔与相应的路径上的延迟时间拟合进行测量。能够把被测量的时间间隔,尤其是短时间间隔量在空间的方向上展开通过对相应长度量的测量和处理算出被测量。作为对短时间间隔的测量结果,它可以成为传统多种技术的替代品,并且成为大量频率、周期和时间间隔测量技术与仪器精度进一步提高的关键手段。这项工作与传统的时—空关系的认识及利用结合更有利于对于时间、传输、空间的联系、单位的相关性等的理解进一步深化。另一方面,在频率信号之间基于最小公倍数周期会周期性地出现信号间相位重合的情况。这样在时间轴上,可以按照时间的延伸周期性地出现代表随着时间而进行的最小公倍数周期间隔的重合标志。在此基础上调整来自同一参考源的两个频率信号的频率关系,就能够调整时间轴上的时间标记。因此,基于上述频率信号特征的时间传输和处理技术可以实现建立在频率信号特性基础上的时间信号的形成、传递和处理等问题。     

基于数字技术的高精度守时系统

高精密时间频率系统是现代化战争中实现精确打击的基础,而守时工作是精密时间频率系统的基础和核心内容。随着卫星定位定时系统的不断发展,利用远程传输的标准时间信号在本地获取高精度的时间成为一种相对便宜而方便的方法。对与标准时间服务相关的时间同步方法及守时技术进行了研究和分析,并结合工程实际设计了一种10^-9量级高精度时间同步和保持系统。测试结果表明,该系统应用效果良好,可广泛应用于通讯、电力、交通和计算机网络时间同步等领域。     

空间极小推力宽范围可调推进技术研究进展

空间极小推力宽范围可调推进技术是高精度航天器重点支撑技术,其性能决定了高精度控制任务的成败.在分析了空间极小推力宽范围可调推进技术内涵的基础上,对典型的宽范围极小推力冷气推进技术、电推进技术进行了国内外研究情况分析.研究分析了空间极小推力宽范围可调推进技术中涉及到的关键技术,如极小推力模型及高精度闭环控制技术、高精度流量驱动控制技术、高精度流量测量技术、高精度极小推力测试技术.对空间极小推力宽范围可调推进技术的发展现状和发展趋势进行了总结,给出了我国空间极小推力宽范围可调推进技术的发展建议.首次全面、系统地对空间极小推力宽范围可调推进技术进行了综述、总结和展望.     

飞轮扰动原因与测量技术现状

飞轮是高精度航天器姿态控制的主要干扰源之一. 分析了引起飞轮产生扰动的主要因素, 详细介绍了美国航空航天局哥达德空间飞行中心、日本宇宙航空开发机构筑波空间中心、美国麻省理工学院空间系统实验室以及中国科研单位在研究中采用的飞轮扰动测量技术, 为进一步开展飞轮扰动测量技术研究奠定了基础.      

卫星双向时间频率传递校准技术综述

卫星双向时间频率传递技术是高精度时间频率远程比对的基本手段,其时间比对A类标准不确定度优于0.1ns,B类标准不确定度主要取决于系统的校准。本文简述了卫星双向时间频率传递的基本理论,着重说明各种卫星双向时间频率传递系统校准方法和硬件实现,对各种校准技术进行评述和比较,总结并展望了校准技术发展的方向。     

Ta在太空做了哪些科学实验？

<正>01基础物理国际首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟,实现了天稳7.2×10~(-16)的超高精度(3000万年误差小于1秒),为空间超高精度时间频率基准的重大需求以及未来空间基础物理前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。     

深空卫星重力测量计划研究综述

地球卫星重力测量计划CHAMP(CHAllenging Minisatellite Payload)、GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)、GOCE(Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)和月球卫星重力测量计划(Gravity Recovery and Interior Laboratory,GRAIL)的成功实施,以及下一代地球重力卫星(GRACE Follow-On)的即将发射昭示着我们将迎来一个前所未有的高精度和高空间分辨的深空卫星重力探测时代。围绕深空卫星重力测量的研究背景、必要性、可行性、卫星重力反演软件平台构建、轨道摄动和未来研究方向开展了研究论证。研究表明:深空卫星重力测量作为新世纪重力探测技术,在精化量体重力场、提高惯性导航精度、天体动力学、天体物理学和军事技术的研究,以及促进国民经济发展和提高社会效益等方面具有广泛的应用前景。     

X射线脉冲星导航技术研究进展

X射线脉冲星能够为近地轨道、深空和星际空间飞行航天器提供位置、速度、时间和姿态等丰富的导航信息,实现航天器高精度自主导航和运行管理,有着巨大的发展潜力.本文论述了X射线脉冲星导航技术研究历程;重点研究了X射线脉冲星导航的基本原理、信息处理流程和自主导航算法,进而提出了脉冲星导航的关键技术;分析了国内脉冲星观测研究的基础条件,以及开展X射线脉冲星导航技术研究的必要性和可行性.      

国内外频率标准发展现状

时间频率在国家经济建设、科学研究、国家安全具有十分重要的意义。本文介绍了国内外高稳晶振、铷原子频率标准、守时型氢原子频率标准和铯原子频率标准、微型相干布局囚禁原子钟、低温蓝宝石微波源和超稳激光微波源以及铯原子喷泉钟的国内外发展情况、技术指标等。铷原子频率标准打破国外垄断，为北斗导航系统提供高精度的时间基准，守时型氢原子频率标准和铯原子频率标准已实现工程化，但日频率稳定度和日频率漂移率指标有待进一步提高，铯喷泉基准方面已接近国际先进水平，新型原子频标发展方兴未艾。     

导航星全球定位系统(GPS)在计量测试中的应用

导航星全球定位系统(GPS)因其具有高精度及全球复盖的特点,同时其用户为无源的工作方式,使其成为一种新型的导航系统,但它是建立在精密测时基础上定位的,因而又很适于作高精密时间发布系统,使其将在计量测试特别是时间频率方面获得广泛的应用。本文主要介绍GPS系统在时间频率计量方面应用的基本原理及性能,同时将介绍美国主要的三个研究机构有关GPS应用研究的情况,文末将简介民用的前景。     

时频测量的新技术——相位重合点检测技术

近年来相位重合点检测技术和周期性信号参数测量各种高精度的方法在国内外得到了广泛应用。对这种新技术的基本原理、所派生的频率、周期、相位差和时间间隔测量方法作了介绍。这些新方法测量精度高,测量频率范围宽,设备构成比较简单,在时频测量领域将获得越来越广泛的应用,可能逐渐取代已有的某些测量技术,并可在其它量测量领域获得推广。     

日本设立空间环境应用推进中心

日本为推进国内的空间实验和应用,于1986年2月设立了“空间环境应用推进中心” (财团法人),目前已经开始制订年度事业计划。设立该中心的目的是进行有关空间环境应用的调查、试验研究,以及空间应用的普及等活动,以利推动产业界方面的空间环境应用,进一步提高日本的科学技术水平,为产业界的发展作出贡献。新制订的事业计划如下:一、有关空间环境应用的试验研究和研制。二、有关空间环境应用的调研。·作成空间实验数据库     

2019全国时间频率学术会议(CTFS 2019)征文通知

时间频率是准确度最高的基本计量参数,高精度时间频率已成为国家战略资源,关系着国家的安全与稳定。为展示我国在时间频率领域的重大成果,引领技术发展,持续推动国家时间频率体系建设,进一步加强信息沟通与技术交流,由中国宇航学会计量与测试专业委员会、中国计量测试学会时间频率专业委员会、中国天文学会时间频率专业委员会、中国卫星导航定位协会授时与时间专业委员会联合主办的“2019全国时间频率学术会议”将于2019年10月在北京召开.     

基于FPGA与TDC的GPS-铷钟时间同步系统

描述了一种高精度的GPS-铷钟时间频率同步系统,系统输出标准10MHz频率,同时输出高精度的1PPS同步时间信号,在GPS信号驯服下系统同步精度可达到7.2ns,输出频率准确度优于1E-12。论文阐述了系统的原理,给出了测试数据,结果表明,系统指标满足工程应用要求。     

空间技术向民用转移——美国“技术利用计划”述评

<正> 一、前言在空间科学技术蓬勃发展、日臻完善的时代,空间科学技术与工业、经济各部门的技术休戚相关。空间技术如何向民用转移,是一个值得重视的问题。美国是空间科学技术发展比较快的国家,政府用于空间方面的投资逐年递增,根据NASA1973年的报告,NASA 每年花费在研究探测有关地球方面的经费约30—40亿美元     

前言

随着频率控制器件、高精密频率源的迅速发展和时间频率测量技术在航天工程、雷达、导航、通讯、深空探测、射电天文、精密守时、精密测绘、长基线平涉仪、电波传播现象的研究等方面的广泛应用,以及由于时间、频率基准的准确度是所有计量基准中最高的,其他基准如长度、电压、低温均可借助时间频率基准来提高他们的准确度,因此,频率控制器件和时间频率基准已成为国内外广泛研究的重要课题。美国出版的“频率控制年会”论文集比较集中地介绍了最近取得的有关时间频率的一些     

2019全国时间频率学术会议(CTFS2019)会议通知

时间频率是准确度最高的基本计量参数,高精度时间频率已成为国家战略资源,关系着国家的安全与稳定。为展示我国在时间频率领域的重大成果,引领技术发展,持续推动国家时间频率体系建设,进一步加强信息沟通与技术交流,由中国宇航学会计量与测试专业委员会、中国计量测试学会时间频率专业委员会、中国天文学会时间频率专业委员会、中国卫星导航定位协会授时与时间专业委员会联合主办的“2019全国时间频率学术会议”将于2019年10月9日~11日在北京召开。     

M-48Z万能测量机的结构特点及其应用

随着科学技术的发展,工件的制造技术和精度都大大提高了。为了确保工件的质量以及装配精度,从而获得良好的使用性能,对工件进行高精度的测试成为必不可少的。为此,我们从美国穆尔公司引进了一台大型的、高精度的万能测量机M—48Z(以下简称M—48Z)。本文就M—48Z引进后我们所了解的结构特点及其应用做一简单的介绍。