简讯

欧洲空间局批准乔托航天器延续计划欧洲空间局(ESA)最近批准了“乔托航天器延续计划”(GEM),即在1992年乔托航天器将探测“格里格·斯克吉勒鲁普”彗星。今年7月,乔托航天器将擦过地球,借助地球引力,朝格里格彗星飞去,1992年7月10日到达该星。 ESA说,乔托航天器将对格里格彗星进行尘埃分布、尘埃测量和彗星等离子体科学方面的探测。因乔托航天器在1986年3月与哈雷彗星交会时,星上的彩色相机可能因猛烈碰撞而受到严重损坏,所以,无法发回关于格里格彗星的彩色照片。     

欧空局的第一个深空飞行器——“乔托”飞船

定于1985年6月发射的“乔托”(Giotto)飞船是欧空局(ESA)的第一个应用型深空飞行器,它将在1986年3月13—14日与著名的哈雷彗星交会并对它进行现场科学考察。交会时飞船距地球大约一个天文单位(一亿五千万公里)。本文简介“乔托”飞船的系统设计特点及重要设计数据。     

环绕器次表层探测雷达实时处理技术

环绕器次表层探测雷达能够在环绕轨道实现行星次表层结构高分辨探测,为深入研究行星地质结构提供科学数据,由于深空探测距离地球距离非常遥远,与地球之间的数据传输率很受限制,雷达探测得到的大量原始数据无法通过数据链路传回地球,通过星上实时处理对探测数据进行变换,只回传数据量小得多的处理结果具有非常重要的意义。本文对环绕器次表层探测雷达采用的后向投影算法的实时处理技术进行了详细的分析,给出了工程实现方法。     

月地高速激光通信系统链路特性分析

根据地球、月球、探月卫星的三体运动,针对月地激光链路的建立与保持,分析了地球与月球对链路的遮挡问题,对链路模式进行分析。仿真结果表明:使用3颗月球极轨(Moon Polar Orbit,MPO)卫星来进行通信时,链路中断的次数将大大减少,但是在某些时间段上,仍然受到月球的遮挡而迫使通信链路频繁中断。使用4颗MPO卫星来进行通信时,链路将不再受到月球的阻挡,而仅受到地球的遮挡。同理,增加地球同步轨道卫星的数目可避免地球的遮挡。仿真结果表明,采用2颗地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星建立链路,链路将不会受到地球的遮挡,建立深空科学研究的信息中继中心,采用激光通信技术,实现月地高速激光信息传输,为我国深空探测技术的发展提供支撑。     

欧空局彗星探测器“乔托”的设计参数

继苏联“维加A和B”及日本“行星A”哈雷彗星探测器之后,欧空局1985年7月也将发射一颗“乔托”探测卫星,在1986年3月13—14日与哈雷彗星会合。卫星在与彗星会合时离地球距离约一个天文单位(150,000,000公里)。它将进行十项实验。在四个小时相会期间将拍摄彗发和核心照片。     

深空通信中利用GEO卫星的双跳下行链路特性研究

利用现有的地球静止轨道(GEO)卫星资源,构建深空通信中深空探测器到GEO卫星、再到地面站的双跳链路系统。在自由空间链路段载波宜采用较高频率以获得链路增益;在GEO卫星到地面站链路段宜采用10GHz左右的卫星通信窗口以规避大气的相关影响。与传统一跳链路相比,双跳链路系统可以获得更大的信噪比和信道容量,以及更小的误码率。采用现有的GEO地面天线完全能够满足深空通信的要求,提高了系统的可靠性。     

基于波束分离技术的空间时延补偿方法研究

针对深空测控通信任务中,空间时延和地球自转使大型地面天线窄波束不能覆盖对应的轨道区域导致的通信链路质量恶化甚至中断的问题,提出了在波束波导馈电的多反射面天线中,通过改变收发馈源位置使上下行波束峰值分离并指向不同的位置实时改善通信链路质量的方法,给出了波束波导馈电系统中馈源位置与波束分离以及增益损失的关系。该方法可以准确地预计并通过改变上行发射馈源的相对位置,使上下行波束按照要求指向不同的位置以减小天线上行链路增益损失。以35 m深空测控通信天线为例进行仿真,在Ka波段34 GHz频率,当上下行链路波束分离达0.032 72°时,增益损失小于4.25 dB。该方法也可用于确定馈源的位移量来修正由于反射面天线结构变形或复杂的多反射面系统镜面位置误差等造成的天线波束误差。     

空间探测学术研讨会

中国空间科学学会空间探测专业委员会第十五次学术研讨会将于2002年10月在安徽召开,会议研讨的主要内容;神舟号飞船;小卫星、气象卫星、地球资源卫星、海洋卫星研制及其探测成果;科学卫星前期研究;科学气球、火箭探测;星载探测仪器;地面接收与处理;遥控遥测系统及GPS技术在空间飞行器和空间探测中的应用.空间探测学术研讨会~~     

火星信道衰落特性对通信链路预算的影响

对火星星体段的信道衰落特性进行研究.通过对近火段自然环境因素的分析,提取影响火星通信性能的因素,重点分析火星的大气、云雾、沙尘对通信信道的衰落作用机理;并以NASA实际火星探测任务为例,针对以上衰落因素对UHF,S,X和Ka频段下的通信链路影响情况进行仿真;结合实际探测数据对地球通信链路预算模型进行修正,提出一种适用于火星通信链路预算的模型;明确火星大气衰落、云雾衰落、沙尘衰落的取值范围.研究结果可作为火星及其他深空探测任务的通信系统设计与链路复核复算的参考.      

两飞行器间无线数据链通信区域建模

为实现两飞行器在飞行过程中的正常通信,需建立一套通信区域的计算模型.基于空地无线数据链通信,从其实现正常通信的条件出发,考虑通信链路中的发射机、接收机、收发天线、传输空间及地球曲率、飞行器姿态角以及飞行器的空间位置关系等因素,分析研究了飞行器间无线数据链通信区域,建立了两飞行器间无线数据链通信区域的数学模型,包括天线、飞行高度、两飞行器空间位置关系、通信区域模型等.该模型已成功应用于某型号,为分析建立在无线数据链通信方式基础上的空地无线传输系统通信区域提供了参考,也适用于飞船、卫星等其它空空、空地无线数据通信系统.     

基于切换多胞的飞行器变增益输出反馈控制

现代飞行器包线范围不断扩大,飞行器模型参数在飞行包线内呈现大范围变化的特点.针对包线范围参数时变飞行器的稳定性分析与输出反馈镇定问题,提出了基于切换多胞系统的飞行器模型描述方法.结合切换多胞Lyapunov函数与平均驻留时间方法,给出了保证飞行器包线范围渐近稳定的稳定性判据与静态输出反馈形式的变增益镇定控制器综合方法.将所提方法应用于高机动性飞行器的全包线飞行控制器设计,仿真结果表明:该设计方法可放宽对飞行器工作点的平均驻留时间约束,具备较低的设计保守性;所得变增益控制器可消除传统切换控制器的输出跳变现象,具有良好的瞬态响应特性.     

飞行器特性对雷达探测跟踪的影响

雷达目标特性、飞行特性是飞行器固有的重要特性,也是雷达对飞行器探测跟踪的主要特征量,通过原理理论与实际数据分析总结了飞行器目标特性和运动特性对雷达探测跟踪的影响,描述了飞行器特性与雷达探测跟踪性能间的特征与规律,可为飞行器设计与雷达工程技术人员提供参考。     

飞行器特性对雷达探测跟踪的影响

雷达目标特性、飞行特性是飞行器固有的重要特性,也是雷达对飞行器探测跟踪的主要特征量,通过原理理论与实际数据分析总结了飞行器目标特性和运动特性对雷达探测跟踪的影响,描述了飞行器特性与雷达探测跟踪性能间的特征与规律,可为飞行器设计与雷达工程技术人员提供参考。     

尾坐式飞行器增益调度控制器设计和比较

针对尾坐式飞行器的动力学模型进行分析,考虑螺旋桨尾流对飞行器的控制作用,建立其数学模型,并针对尾坐式飞行器的纵向转换过渡过程设计了一种基于航迹倾斜角变化的增益调度控制器,分别使用LQR和H_∞两种反馈控制方法经历其增益调度控制器。分别以斜坡和多级阶跃信号为指令,通过以航迹角跟踪的方式进行纵向模型的过渡仿真验证控制器的性能,仿真结果表明,两种控制器均能保证飞行器的稳定过渡转换飞行,且在稳定性方面增益调度LQR控制器具有更好的性能,在快速性和准确性上增益调度H_∞控制器具有更大优势。     

系统级链路预算方法

计算地面站和飞行器之间的通信链路余量问题常依赖于简单的数学叠加法,但在实际应用中,复杂飞行器模型以及气候条件等干扰因素都容易造成天线方向图的畸变,从而导致链路预算不准.为了尽可能准确评估链路性能,提出了一种系统级链路预算评估方法.应用旋转变换矩阵,建立了姿态变化造成天线方向图相对变化的关系式.仿真得出装机后天线方向图畸变信息.根据相对变化量对方向图信息作数据挖掘.按全系统链路余量表达式计算变姿态情况下链路余量.评估了一种超短波通信天线与地面站天线间的通信链路性能,以及飞机降落时航向天线和航向台站之间的通信链路问题,表明该方法具有一定工程应用价值.     

空间飞行器近尾区内场的塌缩和密度空洞的形成

利用数值模拟计算的方法，研究了运行飞行器与周围等离子体，在近尾区内非稳态非线性相互作用问题，得到了场和密度扰动的分布。结果显示，由于场的塌缩效应，在飞行器的近尾区，形成了可以被探测到的密度空洞和电磁孤波，通过对这种密度空洞和电磁孤波的探测，可以跟踪探测具有陷身特性的飞行器的轨迹。     

乔托飞行器的模装设计

本文以如何满足探测仪器、温控及其他分系统、运载接口关系、稳定性平衡等几个方面的要求为基础,介绍乔托(Giotto)飞行器的模装设计。一、结构分系统概述85年6月,欧空局发射的哈雷彗星探测器是一颗双自旋飞行器,其结构分系统采用了常规的铝合金设计方案。由一个圆柱-圆锥式中心承力筒支持上、中、下三个铝蜂窝夹层仪器安装盘。上仪器盘上平面安装测控分     

西欧新的宏伟载人空间基础设施规划

西欧最近又提出了一个比哥伦布计划更宏伟的载人空间基础设施(EMSI)规划,并将于1991年开始进行准备。 EMSI规划的内容包括: 1.在地球低轨道上建立一个自主的欧洲空间站以及一个保障空间站运行的在轨基础设施。 2.拟在月球建立基地和进行火星探测。已经完成或即将完成的论证研究有以下4项: 1.法国宇航公司主持研究的“逃逸飞行器分析和论证”(EVADE)。目前所设想的逃逸飞行器是一个载3个人的再入舱,     

日地系L2点与日火系L1点转移轨道设计

将太阳-地球-火星-飞行器组成的四体问题分解成由太阳-地球-飞行器和太阳-火星-飞行器两个共面圆形限制性三体问题,设计日地系L2点与日火系L1点Lyapunov轨道之间的转移轨道,该转移轨道可以作为探测火星时的低能中间转移轨道.采用Richardson三阶近似解作为初始值,运用微分修正方法分别得到两个不同三体系统下拉格朗日点的精确Lyapunov轨道.基于Lyapunov轨道不变流形以及微分修正方法,设计了日地系L2点与日火系L1点间的转移轨道.将所得结果与基于Halo轨道不变流形设计的转移轨道进行了对比.结论表明:利用Lyapunov轨道不变形设计探火中间转移轨道相较于利用Halo轨道不变流形设计探火中间转移轨道在能量消耗以及飞行时间上都存在优势.