深空自主着陆导航技术研究与展望

随着深空探测活动范围的快速扩大,探测器需要在天体实施着陆与返回,因此对导航技术的自主性和精度要求越来越高。提出一种基于视觉/惯性的组合导航系统,该系统的计算机视觉模块采用SURF算法,不仅可以实时地确定探测器的位置,而且能够确定探测器的姿态;惯性导航模块实时获取探测器的位置、速度和姿态信息;组合导航系统采用Kalman滤波技术,将计算机视觉模块和惯性导航模块获取的位置、姿态信息进行组合。该组合导航系统将惯导系统与视觉系统信息融合,通过引入计算机视觉系统所获得的位置和姿态信息,可以有效减小惯导系统误差。仿真结果证明,这种组合导航系统能够有效提高系统导航精度。文中还展望了深空探测器天体着陆导航技术未来的发展趋势。     

利用着陆器立体视觉对月面巡视探测器定位

在月面巡视探测器漫游过程中,需要测量月面巡视探测器的位置和姿态信息,以使巡视探测器行驶在规划好的路径上,并确保其安全。定位系统可以采取多种方式。在文章中,利用着陆器立体视觉系统对月面巡视探测器定位方法进行了研究,它采用立体视觉测量技术以及彩色图像分割的方法,进行跟踪测量月面巡视探测器位姿信息,能够对惯导系统加里程计的定位方法进行修正,减小月面巡视探测器的计算工作量。在定位方法的研究中,采用彩色图像分割方法对月面巡视探测器进行识别,能够适应变光照条件,并且运算速度快,达到实时图像伺服控制的目的。通过月面巡视探测器上制作特征点及采用基于四边形约束的特征点匹配方法,提高了图像匹配概率。通过卡尔曼滤波技术,能够满足任意时刻的月面巡视探测器定位要求。     

意大利的新型红外探测器系统

意大利电子公司开始对新一代的红外探测器系统的样机进行飞行试验,该系统的性能与现有机载雷达系统的探测和跟踪性能相似。该样机的飞行试验是在中型运输机上进行的。这种探测器结构紧凑,完全可以用在当代的战斗轰炸机上。美国海军航空发展中心正在考虑研制一种类似的机载红外搜索和跟踪探测器,用在监视或预警飞机上。法国海军也考虑用红外探测器去探测导弹和超低宅飞行的飞机。这种红外预警和目标跟踪系统采用了与     

“智能灰尘”探测器可预警太空风暴

据腾讯网2010年2月9日报道,科学家计划发射体积像灰尘大小的“智能灰尘”探测器,当这些微型探测器降落至拉格朗日点区域,它们将更近地感受到太阳辐射效应。预计“智能灰尘”探测器可以比NASA“高级成分探测器”等大型太阳监控仪器提早13min预警太空风暴。国际上科学家对这种“芯片类型”探测器颇感兴趣,目前佩克研究小组正在进行地面应用和微型电动机械技术设计。     

一种新型航天器——穿入式星体探测器

一种新型航天器──穿入式星体探测器张万周俄罗斯制定的火星－９６计划中。要求研制一种全新的航天器──穿入式太阳系星体探测器（见本刊１９９５年第８期第１４页和１９９６年第４期第３５页）。现对这种探测器及俄的应用设想作一介绍。一、穿入式探测器的由来人类通过...     

深空探测器间通信技术发展概述

器间通信技术能够确保遥控指令可靠到达探测器,并将探测器的科学探测数据回传给地面,在深空探测中发挥着重要作用。介绍了美国和中国的月球探测、火星探测工程中器间通信技术发展现状和工程应用情况,分析总结了深空探测器间通信技术的主要特点,并针对未来深空探测器间通信需求,提出了需要迫切解决的关键技术,为我国后续深空探测工程的实施提供支持。     

新型硅化铂探测器

硅化铂红外探测器技术经过15年的开发目前已进入成熟阶段。硅化铂材料广泛用于凝视焦面阵探测器。这种探测器是一种与大多数目前红外探测器所使用的扫描系统不同的固定光学系统。目前一代的行扫描设备、前视红外设备（Flir）和监视系统都采用光学扫描原理,靠反射镜     

日本打算在1996年发射火星探测器

据报道,日本航空宇宙研究所打算在1996年发射一个测量火星大气的探测器。这种探测器取名叫Planet B,预计1996年夏天从日本发射,1997年10月以     

我国月面巡视探测器定位方法研究

月球自动巡视勘查技术中的月面巡视探测器的导航控制,需要研究月面巡视探测器的定位技术。文章通过对国外漫游车定位方法的研究,提出了我国月面巡视探测器在全局坐标系和局部坐标系中进行定位的方法。月面巡视探测器在全局坐标系中的定位可以采用星敏感器以及陆标辨识的方式;局部坐标系的定位可以采用惯性导航系统 里程计以及着陆器帮助下定位和视觉里程计的定位方法。这几种定位方式的组合应用,能够满足月面巡视探测器导航方面的定位要求。     

红外图像探测器噪声的数值模拟方法

红外成像制导导引头上的成像器采用多元红外探测器 ,其噪声包括单个光电探测器的噪声 (例如 ,热噪声、1 /f噪声等 )和由于多元探测器之间的不均匀造成的固定图像噪声。图像噪声仿真的方法是 ,将图像划分为与探测器元一一对应的小区域 ,在显示屏幕上随机改变各个小区域的灰度等级。介绍一种随机灰度数列的生成方法 ,该随机灰度数列的概率分布规律符合红外探测器噪声的统计分布规律。这种方法主要用于模拟红外制导系统性能时给计算机生成的“目标 /背景红外图像”注入探测器噪声。     

海因斯研制进展顺利

海因斯研制进展顺利欧空局已和美国航宇局喷气推进实验室一起完成了该局海因斯探测器的关键设计评审。这种探测器将在２００４年落向土星最大的一颗卫星土卫六的表面，并在下降飞行过程中采集土卫六大气的数据。目前法国宇航公司作为承包商队伍的牵头单位正在完成该探测器...     

气球型深空探测器技术研究进展

气球型深空探测器能够大大提高深空探测的机动能力,它不仅可以获取区域范围内的高分辨率观测数据,而且还可实现不同高度大气的原位测量。文章针对气球型深空探测器按技术特征进行了分类,并简述了各类气球探测器的原理和特点,重点总结了各类气球探测器在金星、火星和土卫六上应用的研究现状。针对我国未来的气球型深空探测器技术发展,提出首先以火星热气球为发展方向,与地球临近空间浮空器技术的发展彼此借鉴,促进关键技术领域的技术突破等建议,可为我国未来深空探测提供参考。     

适用于微纳卫星的微型电离层光学探测器

文章介绍了质量小、体积小的微型电离层光学探测器技术,给出了探测器的探测原理和设计方案,通过探测原子氧远紫外夜气辉(136.5 nm)辐射强度,反演电离层总电子含量(TEC)。采用轻量化铝反射镜、抗干扰电荷前放设计,实现反射镜、工业级远紫外探测器、电子学的一体化和小型化,研制出适用于微纳卫星的1 kg量级微型空间电离层光学探测器。该型探测器能够利用微纳星群多种轨道搭载,可获得丰富数据的优势,获取全球电离层高时空分辨率总电子含量分布,为未来实现卫星编队探测提供载荷研制基础。     

月面巡视探测器运动控制方法研究

基于动力学的运动控制是星球探测车研制中的关键技术之一。本文以某多轮驱动、多轮转向的月面巡视探测器运动控制为背景,在建立其三自由度动力学模型的基础上,研究了常规增量式PID和模糊自适应PID控制算法,并进行了仿真比较。典型车轮失效情况下的仿真表明,模糊自适应PID方法能够有效控制月面巡视探测器四轮失效的情况,而常规PID方法能够有效控制探测器三轮失效的情况。模糊自适应PID方法对参数扰动敏感性低,鲁棒性更强,较好地处理了常规控制方法可能产生的小超调与快速性的矛盾。     

航天技术二次应用范例(八)

气体分析仪 70年代初,NASA的艾姆斯研究中心计划研制一个气体分析器用于两个不载人火星探测器以对火星上是否存在生命进行探测和对火星土壤和空气进行分析。由于探测器上的空间极为有限,这种气体分析仪必须要求体积和重量都非常小。NASA与斯坦福大学签订了研制这种微型气体分析仪的合同。斯坦福大学的三位研究人员后来利用这项技术生产了探测工业漏气的便携式微型气体分析仪并打入了商业市场。     

月球表面地形数学建模方法

月球表面地形数学模型的建立是月球探测器和月面巡视探测器研制的基础,是登月飞行器和科学探测仪器设计的重要输入条件和约束条件。文章根据国外公布的月表地形模型进行分析,建立数字高程模型,对地形进行数字化描述和表示,生成月表光滑月海区域仿真地形数据。该数据能够为一般任务提供数据支持。     

美外星探测器“能跑会跳”或实现遥感操控

2012年2月1日,据英国《每日邮报》报道,美国国家航空航天局(NASA)日前成功研制出一款全地形(适合所有地形)的6臂外星探测器"ATHLETE"。这款外星探测器不仅能跑会跳,而且能够适应沙地、岩石、     

大行星、月球和小天体环绕型探测器的轨道问题

针对环绕型探测器的轨道,以具有不同物理特征的大天体(金星、火星和月球等)为例,根据它们的质量大小(决定其引力作用范围的大小)、密度分布和形状特征(决定其非球形引力场的特征),具体阐述了它们各自环绕型探测器轨道的可能形式和不同的变化特征,另外介绍了小天体探测时的两种伴飞形式。关于环绕型探测器的轨道特征,如月球无大气,对其低轨探测器而言没有能量耗散影响,却同样有轨道寿命问题,而且由于其质量分布不均匀,这种现象还与轨道倾角有密切关系;而对火星的环绕型探测器而言,尽管有类似现象,但与轨道倾角的关系却大不相同。这些重要的轨道变化特征,可为深空探测中目标轨道的选择和设计提供依据。     

踏平坎坷不辍探索美将再次发射火星车

由于运行位置的原因，人类发射火星探测器要‘相机行事”。适时发射可以使探测器在飞往火星时既省时，又省力。这样的机会一般每两年多才出现一次。为了加紧探索火星，美国几年前设立了火星勘测者计划，准备每遇一次机会就发射两颗探测器。1996年发射的头两颗探测器——火星探路者和火星全球勘测者（MGS）均顺利抵达目的地。1998年底和1999年初，美又相继发射了火星气候轨道器（MCO）和火星极区着陆器（MP）（统称火星勘测者1998），但这两颗探测器却在最后入轨和着陆的关头相继失踪，引起广人们对美国火星探索计划的强烈批评。在这种情…     

望远镜式空间带电粒子探测系统研制

为满足空间高能粒子环境探测要求,研制了一套数字化空间电子、质子注量率能谱探测系统原理样机。该探测系统采用了半导体探测器组成的望远镜式结构,并应用了数字化的信号处理方法,能探测0.5 Me V以上的电子和5~300 Me V的质子;具有能够实时测量、体积小、重量轻、功耗低及可靠性高等优点。对该系统的各探测器的能量分辨率进行了实验测试,结果表明:TSi半导体探测器的能量分辨率可达0.5%,Si(Li)探测器的能量分辨率约为1.02%,均在可接受范围(小于5%)内。