Characterization and Calibration of the CheMin Mineralogical Instrument on Mars Science Laboratory

A principal goal of the Mars Science Laboratory (MSL) rover Curiosity is to identify and characterize past habitable environments on Mars. Determination of the mineralogical and chemical composition of Martian rocks and soils constrains their formation and alteration pathways, providing information on climate and habitability through time. The CheMin X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) instrument on MSL will return accurate mineralogical identifications and quantitative phase abundances for scooped soil samples and drilled rock powders collected at Gale Crater during Curiosity’s 1-Mars-year nominal mission. The instrument has a Co X-ray source and a cooled charge-coupled device (CCD) detector arranged in transmission geometry with the sample. CheMin’s angular range of 5^° to 50^° 2θ with <0.35^° 2θ resolution is sufficient to identify and quantify virtually all minerals. CheMin’s XRF requirement was descoped for technical and budgetary reasons. However, X-ray energy discrimination is still required to separate Co?Kα from Co?Kβ and Fe?Kα photons. The X-ray energy-dispersive histograms (EDH) returned along with XRD for instrument evaluation should be useful in identifying elements Z>13 that are contained in the sample. The CheMin XRD is equipped with internal chemical and mineralogical standards and 27 reusable sample cells with either Mylar^? or Kapton^? windows to accommodate acidic-to-basic environmental conditions. The CheMin flight model (FM) instrument will be calibrated utilizing analyses of common samples against a demonstration-model (DM) instrument and CheMin-like laboratory instruments. The samples include phyllosilicate and sulfate minerals that are expected at Gale crater on the basis of remote sensing observations.     

基于模约束的自定标方法

提出了一种新的利用图像中的互相垂直的两对平行线及模约束来实现摄像机的自定标,该方法只需要图像中包含有两对互相垂直的平行线,利用两幅图像就可以实现摄像机的自定标.所提出的摄像机定标方法在求解过程中是准线性的,模拟实验和真实实验数据结果表明,该方法能够标定出摄像机的所有内参.     

应用于控制力矩陀螺电源模块的线性-非线性协同控制器设计

对控制力矩陀螺电源的控制器进行研究,基于对线性控制器及非线性控制器的分析,设计了线性-非线性协同控制器并搭建硬件模型,在电源系统动态调整阶段采用非线性控制器,在稳态阶段采用线性控制器。该方案较单一线性控制器提升了电源系统的动态性能,并保证了系统的稳定性及可靠性。对该鲁棒控制器进行了仿真分析并搭建实物,通过实验验证了相较线性控制器,使用协同控制器的电源模块在控制状态切换时,下冲量与调节时间分别减少了45%及58%,证明了该协同控制器能够有效提升CMG电源系统的动态性能。     

一种用于主动流动控制的气泡型微致动器

 面向先进主动流动控制,在国内率先研发了一种基于微机电系统(MEMS)的气泡型微致动器阵列技术。分析了气泡型微致动器用于主动流动控制的原理,阐述了致动器结构及其加工工艺。通过对气泡样件的压力载荷 变形行为的测试,表明其具有较好的线性和较大承载能力。结合不同翼型的风洞试验表明,微致动器作动可以影响翼型表面的压强分布,从而可用于增升等控制目的。     

一种稳健的利用分布式小卫星获取宽域、高分辨SAR图像的方法

 传统星载合成孔径雷达(SAR)受最小天线面积条件的限制,其横向分辨率与测绘带宽度相矛盾,采用编队飞行的分布式小卫星SAR体制,可解决这一矛盾,即能够同时获得大测绘带、高分辨率的地面场景的SAR图像。主要研究如何在误差环境下抑制由小天线引入的多普勒模糊的信号处理方法。该方法利用子空间投影技术对导向矢量进行精确估计,在小卫星存在基线及其他误差时仍然能够稳健地恢复高分辨的二维SAR图像。     

基于RCS观测序列的空间目标识别算法

针对低分辨率雷达体制下的空间目标识别问题,提出了基于RCS观测序列的空间目标识别算法.该算法首先对空间目标的低分辨雷达RCS观测序列进行离散小波变换,然后在时间-尺度平面上提取十个有效的统计特征,最后基于模糊分类来识别空间目标.应用四类空间目标的实测数据进行了仿真实验,取得了比较好的识别效果.     

分布式航天器相对位置测量平台设计

分布式航天器间相对位置的实时高精度测量是分布式航天器实现空间队形保持的关键技术之一。为了对相对位置测量方法进行研究、分析和论证,建立了分布式航天器相对位置测量地面实验平台。介绍了分布式航天器相对位置测量和解算的基本原理;论述了仿真平台的组成和功能;基于仿真平台对相对位置测量精度进行了仿真试验,试验结果显示该平台具有良好的性能指标;最后介绍了相对位置解算仿真评估软件的设计方法。