基于绝对磁场测量的磁通门磁强计在轨标定方法

卫星在轨进行磁场测绘及监测时,需要高精度的磁场值,但由于磁通门磁强计三轴非正交性以及零点漂移所引起的误差大大降低了磁强计的测量精度,因而有必要对此进行校正.本文利用绝对标量磁强计,采用一种改进的最小二乘标定算法,通过不断迭代实现对磁通门三轴正交性和零点漂移的修正.结果表明,在考虑了磁强计本身噪声水平的实际情况下,磁通门磁强计的误差可由100nT左右修正到0.2nT以内.该算法为卫星在轨高精度磁场测量提供了一种可行的方法.     

电磁监测试验卫星矢量磁场探测方法

电磁监测试验卫星是中国第一颗近地轨道电磁场科学探测试验卫星, 探测空间背景磁场是其重要任务之一. 空间背景磁场探测需要在卫星平台上对空间矢量磁场进行长期稳定准确探测, 电磁监测试验卫星采用磁通门磁强计和基于CPT效应的绝对磁场校准装置(Coupled Dark State Magnetometer, CDSM)分别探测空间相对矢量磁场以及绝对标量磁场, 通过数据处理, 使最终的矢量磁场探测数据具有准确性. 这种数据处理方法在理想模型下拥有解析解, 实施过程中载荷的噪声、 准确度及稳定性影响模型的准确性, 会产生数据校准误差. 通过对在轨磁场探测的模拟确定了这种数据处理方法的性能, 验证了在载荷设计性能的基础上电磁监测试验卫星的磁场探测可以实现1 nT的准确度.     

一种重力卫星质心在轨标定算法

针对重力卫星质心在轨标定问题,提出了一种将预测滤波与卡尔曼滤波相结合的标定算法。该算法首先利用磁力矩器产生一个明显大于干扰力矩的周期性力矩作用于卫星上,然后利用陀螺数据实现了卫星角加速度的预测滤波估计,并通过静电加速度计信息设计卡尔曼滤波器,实现卫星质心的标定;最后进行了数学仿真,仿真结果表明该算法针对卫星的角加速度及质心位置能够实时估计,三轴最佳标定精度分别为[0.0628 0.0324 0.0414]mm,实现了卫星质心较为精确的标定。     

地磁长期变化引起的低高度卫星轨道辐射带粒子环境的变化

利用IGRF2000模式计算了几个典型轨道辐射带粒子环境并与IGRF1970模式计算的结果进行了比较。计算结果表明，在辐射带的低部，对应某些倾角的能量大于0．1MeV质子的轨道积分通量变化达到2个量级，而通量大10MeV的辐射带质子的轨道积分通量变化达到1个量级；轨道积分通量的最大值变化为1个量级。能量大于0．04MeV辐射带电子的轨道积分通量变化在某些倾角达到3个量级，但轨道积分最大值的变化低于1个量级。1000km以上高度辐射带粒子环境的变化很小。     

基于矢量磁强计的磁场梯度张量仪误差校正方法

卫星在轨运行时,本体会产生一定的磁干扰,一般通过伸杆将传感器远离卫星本体安装,或者通过多个磁场传感器测量磁场梯度的方法来消除卫星本体的磁干扰.使用磁场梯度张量仪测量磁场梯度时,张量仪本身的构型会给测量带来误差.通过对5种主要的张量仪构型进行误差仿真,对比5种构型的张量测量误差,发现十字形构型张量仪的测量误差最小.除了构型带来的误差,张量仪的主要测量误差还包括组成张量仪的三轴磁强计本身的误差和非对准误差.本文使用椭球拟合算法对磁强计本身的误差进行校正,校正后磁强计测量总场的均方根误差为0.864nT.针对张量仪的非对准误差,提出了正交系间非对准误差的校正方法.仿真结果表明,校正后的非对准角度误差≤3.2×10^-5 rad,能够很好地降低张量仪的非对准误差.     

卫星重力测量中加速度计在轨参数校准方法研究

文章介绍了静电悬浮加速度计的基本工作原理,概述了目前卫星重力测量中加速度计参数的在轨外部校准方法,讨论了利用推进器推力、卫星旋转产生的离心力、引力开展加速度计标度因数在轨实时标定的可行性。     

利用卫星测量地震：———介绍一种俄罗斯卫星测量地震的方法

１引言□□地震现象是世界普遍存在的自然现象。早期，人类把地震这个自然现象看作是上帝、神对人类的惩罚。随着科学技术的发展，人们对地震现象逐步加深了认识。然而，时至今天，我们对地震的认识还只局限于测量、预报的范围；但即使能预报，还不能准确地预报出地震的三...     

仅地心矢量测量的卫星转对地定向姿态控制方法

摘要： 针对角速度过大且无其陀螺测量的姿态异常情况,开展仅依赖地心矢量的对地姿态快速恢复控制方法研究.基于地心矢量测量信息给出了天平角及天平角矢量定义,提出一种综合天平角抑制与能量耗散的对地姿态恢复控制方法;针对具有星体角动量偏置的闭环控制非线性系统,采用几何方法求解获取各平衡点,并由其特性分析表明通过参数合理选取可使得期望稳定对地姿态为系统唯一稳定平衡点;利用数学仿真方法验证了所提出方法的有效性.     

服务于在轨卫星的自动服务卫星

目前,要想改进军用和商业卫星,除了发射新卫星外没有别的办法。但也不乏一些先知先觉的人,美国国防部的一些分析人员曾研究过制造一种能对卫星进行“加油”并安装先进电子设备和蓄电池的自动服务卫星所需的成本及带来的好处,他们得出的结论是这种在轨服务可显著延长卫星的寿命,并使运行卫星星座的成本降低20％～30％。而其关键是发展无人自动服务卫星。     

卫星氢镍蓄电池电解液在轨回流特性仿真

氢镍蓄电池电解液在轨流动特性是影响其工作性能和使用寿命的重要因素,对蓄电池设计与优化具有重要意义。针对高轨通信卫星使用的80Ah氢镍蓄电池,建立了电解液流动运动的三维仿真模型,采用计算流体动力学（CFD）数值仿真方法,对氢镍蓄电池单体内的电解液在轨微重力条件下的流动特性和分布特点进行了仿真研究。通过对比分析不同边界条件下的仿真结果,提出了在蓄电池极堆与壳体两端之间增加电解液流动路径可以提高电解液回流速度,并改进卫星氢镍蓄电池在轨工作性能,研究结果可为卫星蓄电池和电源系统设计提供参考。     

微小卫星数据存储器单粒子作用的检测及纠错

因为辐射导致的单粒子翻转效应（SEU）,使得微小卫星星上存储器在太空运行时其内容可能出现小概率错误,这种错误会影响计算机系统的运行和关键数据。文章阐述了“清华一号”微小卫星数据处理系统对SEU的纠错方法,分别介绍了实现（12,8）和（39,32）的汉明码纠错设计和基于FPGA的三模块冗余纠错编码方法,并分析了这些方法的工作原理和过程。     

Science objectives of the magnetic field experiment onboard Aditya-L1 spacecraft

The Aditya-L1 is first Indian solar mission scheduled to be placed in a halo orbit around the first Lagrangian point (L1) of Sun-Earth system in the year 2018–19. The approved scientific payloads onboard Aditya-L1 spacecraft includes a Fluxgate Digital Magnetometer (FGM) to measure the local magnetic field which is necessary to supplement the outcome of other scientific experiments onboard. The in-situ vector magnetic field data at L1 is essential for better understanding of the data provided by the particle and plasma analysis experiments, onboard Aditya-L1 mission. Also, the dynamics of Coronal Mass Ejections (CMEs) can be better understood with the help of in-situ magnetic field data at the L1 point region. This data will also serve as crucial input for the short lead-time space weather forecasting models.The proposed FGM is a dual range magnetic sensor on a 6?m long boom mounted on the Sun viewing panel deck and configured to deploy along the negative roll direction of the spacecraft. Two sets of sensors (tri-axial each) are proposed to be mounted, one at the tip of boom (6?m from the spacecraft) and other, midway (3?m from the spacecraft). The main science objective of this experiment is to measure the magnitude and nature of the interplanetary magnetic field (IMF) locally and to study the disturbed magnetic conditions and extreme solar events by detecting the CME from Sun as a transient event. The proposed secondary science objectives are to study the impact of interplanetary structures and shock solar wind interaction on geo-space environment and to detect low frequency plasma waves emanating from the solar corona at L1 point. This will provide a better understanding on how the Sun affects interplanetary space.In this paper, we shall give the main scientific objectives of the magnetic field experiment and brief technical details of the FGM onboard Aditya-1 spacecraft.     

A geomagnetic activity forecast for improving the efficiency of aeromagnetic surveys in Greenland

In recent years several aeromagnetic surveys were carried out in Greenland and more will be carried out in the future. We describe some of the characteristics pertinent to surveys in Greenland and the problems faced and experiences made by the survey teams working there, with special emphasis on the west coast where most surveys were conducted. Both unfavorable terrestrial weather and space weather appear to complicate survey planning. We discuss possible options available to the survey teams for mitigating the adverse effect of part of the problems, namely survey data contamination by intense geomagnetic activity. The implementation of a prototype geomagnetic activity forecast service as an aid to planning survey flights is discussed in more detail. The forecast service was tested by an independent observer, and the performance of the scheme is evaluated by a subsequent comparison between forecast and actual measurements. The comparison rendered largely acceptable results, but their validity is limited by the fact that the two-month test interval was characterized by a mostly relatively quiet magnetic field.     

数字调制信号误差矢量幅度校准研究

从计量领域的现状看,对于矢量信号分析仪的误差矢量幅度,分析其准确度尚没有业内统一的方法。通过对数字调制信号的调制过程和解调过程的分析,罗列出影响误差矢量幅度的各种因素。在此基础上,总结出一套对误差矢量幅度的测量结果的理论计算方法,从而提出一种EVM测量结果的不确定度评定方法。此方法能够有效地分析误差矢量幅度的数字特性。     

高精度矢量磁力仪地面测试定标系统大型磁屏蔽室仿真分析

利用有限元分析方法开展大型磁屏蔽室的仿真分析,完成了高精度矢量磁力仪地面定标用大型磁屏蔽室的建模和性能仿真计算,从屏蔽效能、开口影响及内部磁场均匀度等方面对磁屏蔽室仿真计算和实测结果进行对比。结果表明,磁屏蔽空间内部中心区域的剩磁实测数值与仿真结果一致性较好,剩磁分布趋势基本一致,证明有限元分析方法在磁屏蔽室屏蔽性能定量分析的可行性。通过有限元分析方法,能够实现磁屏蔽室开口剩磁影响的定量计算,为磁屏蔽室门及通风孔设计提供依据;同时可以对内部磁场均匀区大小、残余梯度进行验证,有效避免工程实施后发现性能不满足设计要求的风险,有利于保障大空间磁屏蔽室的性能和建造效率。     

微小尺寸夫朗荷费衍射测量中的误差研究

分析了用夫朗荷费衍射测量微小尺寸的原理误差,包括夫朗荷费近似误差和极值特征点位置探测误差。以狭缝为例,利用计算机仿真技术对该两项系统误差进行了修正。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性,能够快速发现引起信号失真的原因,定位系统设计中的错误,该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上,建立了矢量信号分析模型,并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析,能够快速的对EVM等指标进行计算,且易于嵌入其它系统和设备,使用方便。     

矢量信号调制质量分析方法研究与实现

采用矢量信号分析技术通过分析已调信号的特性,能够快速发现引起信号失真的原因,定位系统设计中的错误,该技术在信号分析仪器、数字通信等领域应用广泛。本文在深入研究矢量分析技术的基础上,建立了矢量信号分析模型,并对矢量信号分析中对结果影响较大的最佳判决未知和幅相补偿模块进行了详细分析。利用软件实现了矢量信号调制质量分析,能够快速的对EVM等指标进行计算,且易于嵌入其它系统和设备,使用方便。     

大气电波折射引起无线定位误差的试验研究

由于空中大气介质的不均匀性使得电波传播速度减慢射线产生弯曲,从而产生折射误差。因此要提高无线电定位的精度,就必须进行电波折射修正。本文提出了电波折射误差快速算法及修正。