飞行器径向重心的立式测量方法

各类航天飞行器,如运载火箭、卫星、飞船为保证它们入轨以及在运行轨道上姿态控制和再入时落点的精度,需对飞行器的重心位置严加控制。本文介绍了应用电子秤进行立式测量飞行器径向重心的方法、原理、设备及有关测量技术,并对测量误差进行了分析,经试验证实,所测径向重心位置的测量精度不超过飞行器直径的0.6%。     

CG3-3伺服过载传感器

一、前言传感器按系统类别可分为开环和闭环传感器。本传感器属于闭环传感器,利用力平衡原理测量过载参数。利用平衡原理是提高传感器精度的重要技术措施。用于惯导系统的加速度计大部分都采用这种原理,但这些加速度计为了千方百计提高精度一般都相当复杂,成本高,因此不宜作为测量用的传感器。本传感器从遥测本身要求出发,简化了力平衡系统的结构,满足了航天对高精度遥测小量程过载参数的需要。     

查表法在温度遥测中的应用

利用热敏电阻作为测温元件，设计了相应的测温电路。传感器的非线性、互换性及传感器和测量电路的稳定性问题是最大的问题。文中介绍了采用计算机查表法实现温度测量转换，阐述了查表法的原理、结构设计、表格建立及实验结果。其方法是将传感器的变化曲线存入存贮器中，测量时，由计算机的Ｃ语言程序处理温度数据，由Ａ／Ｄ转换器输出直接查到的对应温度值。本法免去线性补偿的麻烦，简化了电路结构，有较高的测量精度。     

斜装冗余传感器的分布式导航系统研究

为了满足低成本、高性能惯性导航要求,解决传统单一主惯导系统的成本高、体积大等问题,利用低成本MEMS惯性传感器,采用传感器斜装冗余配置,在最优卡尔曼滤波的基础上提出了一种基于虚拟传感器的最优信息融合技术,简化了测量系统的动态模型,减小计算的同时提高了测量精度。将斜装冗余惯性测量节点安装在载体的不同位置构成基于斜装冗余传感器的分布式导航系统,分析了分布式结构,利用基于虚拟传感器的等效模型,设计了分布式导航系统的测量融合系统。通过仿真试验,校验了基于虚拟传感器的最优信息融合有效地提高了测量精度,基于斜装冗余传感器的分布式导航具有较高的导航精度,同时证明此方法具有一定的抗干扰能力,能够抑制载体局部随机扰动对导航性能的影响。     

基于星间测距增强的卫星编队GPS相对导航研究

针对单纯差分GPS系统在精度、连续性、实时性方面存在的问题,提出了一种星间测距增强差分GPS的卫星编队组合相对导航方案。该组合相对导航系统由编队卫星中分别安装的GPS接收机、星间RF测量传感器,以及主星中运行的导航处理器组成,其中星间RF测量传感器集成了窄带通信功能,可在进行星间距离测量的同时同步进行GPS数据的互传。采用扩展Kalman滤波算法,结合简化动力学模型和GPS以及RF测量数据实现卫星编队的相对位置与速度的高精度实时递推解算。用模拟器采集数据进行了仿真验证,结果表明:在星间测距数据辅助下,星间基线长度在星间测距工作的30km范围内时,实时相对导航精度优于1mm;系统在GPS信号中断时仍可连续输出满足精度要求的相对位置、速度数据;系统初始化时间由单纯差分GPS相对导航系统的几十个历元降低到单点。     

液体火箭发动机试验推力测量传感器并联影响研究

介绍了推力测量传感器并联工作原理,进一步确定并联作为液体火箭发动机试验推力测量中多只传感器的电路连接方法。通过对多只传感器并联的选配与分析,在保证灵敏度与输出阻抗比值一定的情况下,该方法可以提高推力测量精度,同时输出力值不受偏心载荷影响。     

加速度场离心试验用一体化大量程六维力传感器的研制

鉴于离心式加速度场模拟试验系统的需要,研制了一种大量程六维力传感器。在力传感器传统设计方法基础上,重点分析了传感器结构优化、材料选型、加工工艺、惯性耦合补偿等控制环节的影响。利用有限元方法对所设计的六维力传感器维间耦合、加速度场惯性效应耦合及输入输出关系进行仿真分析;借助相应的标定系统,实现六维力耦合效应的标定测试和耦合矩阵的获取,基于标定误差矩阵建立六维力传感器惯性效应补偿;静/动态实验结果表明所设计的大量程六维力传感器完全满足大加速场下力测试精度和稳定性要求。     

基于线性均方估计的数据融合理论

提出数据的统一线性融合模型，使测量数据、先验信息和预测信息均用数据的统一融合模型进行描述；提出数据的信息量的概念，指出信息量越大的数据，精度越高；提出和证明了基于统一线性融合模型的数据最优融合定理和信息量分解定理；揭示数据线性融合的本质规律。基于数据融合理论，研究多传感器系统联合Kalman滤波，指出信息量分享系数取值的不同只能够影响对应子系统状态的估计精度，不能够改变全局估计精度，得出与文献[11～15]相反的结论。     

谐振式传感器高精度频率测量技术研究*

随着MEMS振梁加表、振梁压力传感器等谐振式传感器精度的提高,对频率测量精度的要求也随之提高。现有的测频技术通常采用单片机内置的输入捕获及中断功能,与实际需求的测量精度差距较大。提出一种基于FPGA的高精度频率测量方案,在5ms的采样间隔下实现1ppm的相对频率测量精度,满足高精度谐振式传感器的精度要求。     

DCS—501称重测重心设备

物体的重量及重心测量,在工程上常常具有重要意义,尤其对航天产品更是重要的参数。它直接关系到飞行器的飞行轨道、射程、再人寸稳定状态和落点的散布精度。所以在这     

固体火箭发动机质心测量技术研究

介绍了一种发动机质心测量方法，它是一种建立在两传感器测质心轴向位置，小量程单传感器测质心径向位置的基础之上，通过添加磁尺建立几何测量系统，测量发动机质心的方法；阐述了这种测量方法的原理、设备结构和计算公式，并对测量误差进行了估算与分析。     

液体火箭发动机试车水击压力数字化测量

为提高液体火箭发动机试车水击压力测量的自动化程序,在充分研究参数特点和原方法的基础上,采用微机和高速采集器件组成数字化测量系统,并开发应用程序实现数据采集、处理、传感器校验以及检查等功能。大量系统试验和试车实测表明,系统水击压力测量不确定度为3％,时间测量精度达到0.02％,其性能满足试车的一般要求,能够承担水击压力和试车程序的测量任务。     

数字相关法测时差的工程实现

时差测量精度是定位技术的关键指标。传统模拟法的时差测量精度随输入信号的沿宽加大而变坏(相同信噪比),当信号沿宽达到1500ns时,其时差测量精度已不能满足定位系统的要求。而数字相关法能适应不同沿宽的雷达信号时差的高精度测量。介绍了利用A/D、DSP和FPGA等器件搭建的硬件系统来实现数字相关法时差测量的方法。重点讨论了A/D采样模式、数字滤波、相关算法简化、插值技术及最终数据的统计处理。该方法具有一定的普遍适用性。     

用于微振动测量的高精度加速度传感器标定方法

微振动试验中所用的加速度传感器简称高精度加速度传感器,其相比于常规加速度传感器测量量级很低,可以达到10-5g量级甚至更低,用常规的加速度动态标定技术无法实现该量级水平的标定,也无从验证其测量精度的准确性。针对高精度加速度传感器测试精度的标定难题,文章提出在气浮台上设置比对梁的方法,通过激光测振仪和高精度加速度传感器对同一测点进行测量,并将两者的测量结果进行比对分析,以标定高精度加速度传感器的低量级测试精度。同时设计试验对手头现有的微振动加速度传感器进行标定以验证该方法的有效性,试验结果表明:利用激光测振仪标定现有高精度加速度传感器得到的比对结果符合预期;高精度加速度传感器测得的时域波形及频域波形与激光测振仪测得的基本一致,比对偏差在10%左右,满足标定方法要求。     

基于气体注入法的高精度推进剂剩余量测量方法

在载人月球探测任务中,为准确预测携带大量推进剂航天器的质量特性和在轨寿命以便进行飞行任务规划和控制,需要精确测量低重力条件下航天器推进剂剩余质量。文章对基于气体注入法的航天器贮箱推进剂剩余量测量精度和关键影响因素进行了仿真研究,研究结果表明:随着航天器贮箱中推进剂剩余量的不断减少,气体注入法测量精度不断降低;测量实施过程中贮箱压力值变化幅度越大,测量精度越高;测量精度受测量系统温度传感器精度影响相对较小,受测量系统压力传感器精度影响较大,呈近似线性相关;基于气体注入法的高精度推进剂剩余量测量方法,可通过选用高精度压力传感器和增大测量实施过程中贮箱压力值变化幅度实现。     

基于FPGA的可控量程智能传感器

为了更加准确的测量数据,减小测试误差,保持传感器高灵敏度的输出,本文提出了一种基于FPGA控制的多量程智能传感器,它是利用量程自动切换技术结合传感器、FPGA控制器、接口技术及数据传输等相关技术,使传感器能够根据振动信号的幅值自动选择最佳的测试量程。经试验测试验证,该传感器量程切换处的门限值误差为1.7%,具有良好的测量精度。     

长征四号外测安全系统

长征四号运载火箭连续两次成功地发射了太阳同步轨道的风云一号气象卫星。外测安全系统是该运载火箭的主要分系统之一,它与中国航天测控网的部分台、站相配合,获得了全程外弹道数据,圆满地完成了全程跟踪测量任务。测量精度全部满足运载火箭总体设计单位提出的指标要求。文中简述了测控系统的任务、组成及箭上主要设备的工作原理,最后给出了试验结果。     

运载火箭飞行测量数据误差分析的小波方法

以提高火箭飞行跟踪测量数据处理精度为目的。结合弹道处理的实际，将小波理论运用于火箭弹道测最数据的分析。本文首先针对火箭飞行弹道测量数据的特征，应用小波理论建立了弹道测量数据事后误差分析处理方法的杠架模型，创建了雷达测量数据诸元的多项式和B样条时序分析模型，提出并验证了雷达测量数据的随机分布模型；其次，对受到噪声干扰时间段数据模型出现严重病态的情况，建立了基于多项式拟合和B样条函数选取有限时间段拟合的火箭弹道建模和预测的二次建模方法；最后，利用所提出的分析处理方法对某次任务两个测量站雷达弹道测量数据的分析，处理效果显著，精度理想。实验验证了上述方法是一种理想的弹道测量数据事后误差分析处理方法。     

系统在仅测量位移时的瞬态性能

在固体火箭发动机试验台上,通常使用负荷传感器测量推力,即仅测量运动方程中的位移一项。本文探讨此种情况下动态响应问题,通过理论分析给出相应的图表,以便根据所要求的测量精度,得到所需的系统固有频率,或者查得系统的幅值和滞后误差。最后介绍了电模拟技术。     

一箭多星发射卫星空间距离测量与预报技术

多星空间距离测量是一箭多星发射的一项重要任务。由于站点分布限制和轨道条件约束,国内多数卫星存在地面不可监测弧段,传统的地基测定轨方法无法满足全弧段连续性要求。针对上述问题,对星间距离测量技术进行了研究,提出了利用GPS进行星间距离测量的方法;并提出利用基于GPS数据的简化动力学模型法及多项式拟合法进行星间距离测量和预报,结果显示,预报10min的位置精度为数十米量级。该方法突破了地基测控可见区的限制,实现了全弧段的轨道确定,并规避了GPS接收机可能存在的短时中断或由于通信原因不能实时获得测量结果的风险;可为分析确定多颗卫星间的安全距离提供参考。