一种重力测量卫星静电加速度计在轨标定算法

静电加速度计是低低跟踪(SST-LL)重力测量卫星的关键载荷之一,其性能直接影响地球重力场空间变化率的测定结果。为了确保静电加速度计长期在轨工作,结合扩展卡尔曼滤波估计算法,提出了一种应用动力学方法确定静电加速度计校准参数的算法。首先建立静电加速度计及K频段测距(KBR)系统的量测模型;然后将高精度地球重力场模型和静电加速度计观测数据代入扩展卡尔曼滤波算法的状态方程中,将KBR系统观测数据代入观测方程中,建立静电加速度计在轨标定模型。数学仿真结果表明:静电加速度计的标度因子和零偏估计误差均在0.2%以内,实现了卫星静电加速度计较为精确的标定。     

静态测试中加速度计随机误差模型辨识

在对加速度计输出特性进行了分析的基础上，采用AR模型对加速度计在静态测试中的随机误差进行了辨识，并对辨识出的随机误差模型进行了验证。结果证明，采用这种方法辨识出的随机误差模型具有较高的精度。     

静态测试中加速度计随机误差的分布特性

本文在对加速度计进行了静态测试的基础上，对静态测试中随机误差的分布特性进行了分析，并对经过假设的分布特性进行了验证。结果证明，在严格的试验条件下，静态测试中加速度计随机误差近似服从正态分布的白噪声。     

精密离心机误差对石英加速度计误差标定精度分析

分析了离心机各个误差源,用齐次变换法精确地计算了产生的向心加速度,给出了向心加速度、重力加速度和哥氏加速度在加速度计坐标系下的分量,推导了被试加速度计输入加速度的精确表达式。在给出石英摆式加速度计在精密离心机上标定时的误差模型的基础上,着重讨论了误差模型系数的计算值与离心机误差之间的关系。根据仿真结果找出了某些离心机误差对加速度计误差系数标定的影响关系,为按照加速度计的标定精度来确定离心机的精度打下了理论基础。     

从加速度计测试技术研究看惯性仪表测试技术发展趋势

一方面从自身的加速度计测试工作的实践,另一方面从所了解的国内外有关情况及相关资料文献,进行综述,谈了对惯性仪表测试技术发展趋势的认识。     

加速度计二次奇异项系数的形成机理与标定方法

讨论了加速度计二次奇异项系数koq的形成机理及标定方法.分析表明,在离心机上进行加速度计标定时,离心机转臂的拉伸、加速度计敏感质量的偏移、离心机主轴的圆锥运动、主轴的速率平稳性、以及脉冲捕获式加速度计的发热等都会引入附加的二次奇异项系数koq并且证明了加速度计进行离心机试验时,如果不引入koq系数或不补偿相应的误差源,将对k3和k10等系数的标定精度产生影响.在误差模型中加上这一项,有助于提高加速度计的标定精度,从而提高导航精度.但是在加速度计实际应用中,对koq的补偿并不是必须的.     

一种捷联惯导系统加速度计时间延迟参数标定方法

针对光学陀螺捷联惯导系统(SINS)中石英挠性加速度计相对光学陀螺仪低频输出相位特性不一致引起的时延问题,研究了一种加速度计时间延迟参数标定方法。在滚转角运动环境下,对影响导航速度的初始对准误差、加速度计测量误差和陀螺仪测量误差进行了详细分析,建立了各个误差源与导航速度误差的关系式;结合50型激光捷联惯导系统的精度指标和滚转轴“指北”条件,对导航速度误差方程进行优化,实现时间延迟参数的标定和补偿。通过数学仿真校验了标定方案的可行性,作为后续深入研究的基础。     

静电悬浮加速度计的地面重力倾角标定方法

静电悬浮加速度计是重力场测量卫星上的主要载荷之一,其传感头（飞行件）需要在环境试验前后进行地面重力倾角标定。由于敏感轴之间的耦合机理不同于传统加速度计,所用的模型方程亦有所差别;由于失准角远大于量程范围内的重力倾角,无法采用传统的静态标定法确定模型方程各参数。必须采取技术措施使得三阶非线性系数可以忽略,才能在专用摆台上用动态标定法大致判断标度因数和检验成对加速度计模型方程各参数的一致性,用电模拟法得到二阶非线性系数。对动态标定法,提出了防止频谱泄漏和幅度谱中压低噪声干扰幅度的措施。对电模拟法,用实例给出了具体实施方案和效果。
     

惯测组合快速高精度标定方法研究

研究了基于机械转子陀螺的捷联惯性测量组合位置标定的一种不对北免调平测试新方法,提出了利用位置转换进行速率标定的快速测试方法,大大缩短了测试时间。同时,采用脉冲计时取代传统的脉冲计数,显著提高了参数标定的精度。采用该方法实现了惯性测量组合的高精度快速测试。     

一体式石英振梁加速度计工程化研究进展

一体式石英振梁加速度计是一种高精度谐振式MEMS惯性传感器。针对现有石英振梁加速度计存在的体积大、全温及力学环境适应性不足等问题,提出一种基于三层石英结构的一体式石英振梁加速度计的设计方案。通过突破高精度薄梁腐蚀及晶圆级键合两项关键技术,成功研制出加速度计样机。经测试,产品全温稳定性优于0.5mg,振动整流误差优于200μg/g^2(@15.68g rms),可以满足中高精度惯性导航应用需求。后续期望通过原位温度补偿及直接键合等技术进一步提升一体式石英振梁加速度计的全温精度及长期稳定性。     

高通量卫星高精度多波束馈源阵装配校准技术

为解决多波束馈源阵装配校准过程中装配难度高及测试数据处理工作量大的问题,总结提出一套适用于目前研制的高通量高精度多波束馈源阵总装校准方法.由于多波束馈源阵结构形式复杂操作空间狭小装配顺序尤为重要,故采用三维模拟分步分解装配,并使用经纬仪和摄影测量配合测试,解决数据处理工作量大的问题.高通量卫星多波束馈源阵精度要求十分高...     

石英加速度计故障机理研究与仿真建模验证

针对加速度计故障定位测试方法不明确、周期长且定位不准确的问题,对加速度计故障机理进行研究以及验证.首先,通过对加速度计结构、工作机理、试验环境等方面的结合分析,从理论上研究了加速度计正负饱和、无输出等常见故障模式;其次,通过故障机理分析与20多种试验仿真模拟,建立每一种故障对应的故障模式;结果表明:加速度计每种故障与测...     

航天器磁环境试验数据库的建设

文章介绍了航天器磁环境试验数据库的建设方案,重点介绍了数据库一些技术特点,如应用元数据驱动的软件架构、构建面向对象的工程数据库模型、引用虚拟XML数据库技术以及接口编程的实现方法。数据库的建设有利于磁试验数据的规范管理和有效利用,为空间磁环境专业的发展提供数据支持。     

石英谐振加速度计振梁内部热应力的抑制方法研究

石英谐振加速度计具有抗干扰能力强、准数字输出和易于集成等优点,但温漂成为了制约其稳定性指标的关键因素。本文通过全石英无异质材料设计和热应力隔离结构方案有效抑制加速度计振梁内部产生的热应力。传感器敏感结构由惯性质量块、铰链、固定基底和微谐振器组成,均采用石英晶体材料制备,且两个微谐振器呈差动布置可以通过差分对振梁内热应力进行部分抑制。通过微谐振器的四边形框架设计可以将工作环境中产生的热应力与振梁隔离,再对固定基底上的热应力敏感部分进行拓扑优化设计来抑制工作时从固定锚点处传递至振梁内部的热应力。本文对石英谐振加速度计进行了全温度下的有限元仿真计算分析,工作环境温度从室温到75 ℃,微谐振器振梁内部产生的热应力经优化后减少了99.41%以上。     

用于高精度太阳敏感器标定的模拟光源控制系统设计

为了精确模拟空间太阳辐照方向的变化,设计了一种以计算机控制为核心的、用于高精度太阳敏感器标定的模拟光源闭环控制系统。由计算机直接控制光电隔离输出卡,所输出的数字信号经过功率驱动电路和软启动电路后实现模拟光源的开启与关闭,采用软件方式控制步进电机的转速和转向,并通过高精度光电编码器实时获取当前的转动角度值,再经串口通信反馈给计算机,构成闭环控制系统。标定测量表明:系统的俯仰角和方位角转动误差均小于0.02°,均满足高精度太阳敏感器标定对模拟光源的要求。     

碰撞试验系统中加速度传感器特性仿真研究

航天器对接机构缓冲能力的强弱直接决定了航天器所受冲击的大小,因此对缓冲机构的性能进行测试/试验具有重要的意义。文章以赫兹弹簧阻尼理论为依据,通过仿真计算,分析了质量、速度对碰撞过程的影响;得到了加速度的频率特性;确定了碰撞试验系统中加速度传感器的选择原则。     

航天用大力矩高精度超声波电机研究

超声波电机与传统电磁型电机不同 ,它是一种靠摩擦驱动的新原理电机 ,具有低速大力矩、响应快和功率质量比大等特点 ,能直接驱动 ,适合航天领域的应用。先简单介绍超声波电机的特点及其在航天领域的应用情况 ,随后介绍了所研制的一种低速大力矩超声波电机的结构、摩擦材料、特性和步进定位控制策略 ,其结构型式为纵扭复合型 ,样机直径为 80 mm ,堵转力矩达到了 13Nm,转速 12 .5 r/min,重复定位精度优于 0 .0 2 0°,纵扭振动的一阶谐振频率较接近 ,电机的工作频域较宽 ,近 7k Hz,起动时间在 5 m s左右 ,关断时间在 2 m s以内。     

用于可重构天线的高精密作动器研究

随着反射阵天线技术的不断发展,集成了高精密运动执行器的反射阵天线能够实现波束扫描,成为了一种新型天线的研究热点.为了便于集成及可工程化,要求执行器具有较小的体积、低功耗、快速响应、可靠性高,以及简单可控等.研究的执行器主要由压电双晶片和高精度微型齿轮组成.通过对一组双晶片交替电压载荷,执行器可以实现往复旋转.研究过程中...     

星载高精度反射面模具型面补偿设计方法

为满足高通量卫星对反射面高精度型面和低成本要求,从碳纤维蜂窝夹层结构反射面在固化成型过程中的固化收缩变形角度出发,根据模具型面补偿原理,提出了反射面模具型面补偿设计方法,并基于六面体单元有限元模型和三维正交各项异性材料属性及三点边界约束方法进行了试验验证。试验结果表明,通过型面补偿后的铸铁模具加工得到的两米口径反射面型面精度达到0.096mm均方根（root mean square,RMS）,为模具型面补偿和高精度反射面提供了参考。