基于Shupe系数的光纤陀螺光纤环评价方法

针对当前缺乏有效的光纤环温度性能评价方法确保光纤陀螺整表全温精度的问题,搭建了光纤环温度测试系统,提出了一种光纤环评价方法。该方法不但能够评价光纤环的温度性能,而且能够反映陀螺整表的全温精度。根据测试结果,分析了基于Shupe系数的线性误差和线性补偿后的非线性误差。其中,前者代表了光纤环的温度灵敏度,后者代表了光纤环的可补偿程度,两者共同构成了光纤环的评价指标。利用该测试系统测试了数十只同一尺寸的光纤环,非线性误差小于0.022(°)/h,补偿后整表的全温零偏稳定性小于等于0.01(°)/h(-40℃~+60℃,1℃/min),为后续高精度光纤陀螺的生产提供了一定的指导。     

超精密微牛级微波离子推进技术及其在卫星超精度控制中的应用研究

空间技术的快速发展使得利用空间卫星的编队飞行构建大型空间星座成为可能,在引力波探测、射电望远镜编队、星座组网等任务方面具有重要作用。超精度控制是实现卫星高精度编队飞行的关键技术。推进系统是实现卫星编队长期高度稳定飞行的保证,从而实现内部科学装置的正确运行。不同于常规的推进系统,卫星精密编队超精度控制对推进系统的推力可调范围、分辨率、响应时间、推力的一致性等有着极高的要求。根据卫星精密编队任务需求,对微牛级推进系统的功能及技术要求进行了分析,提出了基于M2微波离子推力器的卫星超精度控制推进系统。阐述了M2超精密微牛级推进系统的关键技术和研究进展,为后续M2推力器在无拖曳控制方面的应用奠定了基础。     

基于主成分分析和Melkman算法的选星策略

导航定位中的选星算法是一种关键技术,用于从卫星中选择合适数量和最佳几何分布的卫星以实现最佳定位精度。针对基于二维凸包算法的选星策略在三维卫星数据降维处理中忽略垂直方向高度位置信息的问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)和二维凸包Melkman算法的选星策略。首先,通过PCA技术将三维卫星数据投影到新的二维坐标系,新的二维数据同时保留水平平面位置信息和垂直方向高度位置信息,旨在降低维度的同时最小化信息损失。在新坐标系下,数据经过预处理后,采用二维凸包Melkman算法进行选星。实验结果显示:相较于直接投影到站心坐标系下的二维凸包选星算法,提出的选星算法不仅更准确地描述卫星的位置信息,使问题研究更加完备,还在保持相近仿真耗时的前提下,实现了较大的几何精度因子(GDOP)性能提升。     

空间站实验舱柔性电池翼约束释放机构设计与验证

柔性太阳电池翼国内首次在中国空间站成功应用,是空间站系统最复杂、难度最大的机电产品之一,而约束释放机构作为柔性太阳电池翼系统的关键构成,用于实现太阳翼上升段压紧保护和在轨段解锁释放,其成败直接影响航天器任务成败。基于任务需求,本文介绍了柔性电池翼约束释放机构的构成、工作原理、详细设计以及仿真验证和在轨应用情况,分析其技术特点及关键技术。地面验证及在轨飞行试验验证了约束释放机构设计的正确性与合理性,为我国航天器多点大面积可重复压紧及解锁方面提供了一种新颖且可靠的解决方案。     

热固性芳纶织物/环氧树脂支撑管动态特性分析

利用热固性树脂基体在玻璃态转变温度（T_g）前后表现不同的材料特性,制备了Kevlar29芳纶织物/E51环氧树脂基复合材料和三根充气展开支撑管。给出了芳纶织物增强环氧树脂支撑管制备工艺,其中基体温度采用电阻丝加热控制,管体固化形状采用聚酰亚胺薄膜内胆充气加压方法控制。研究了支撑的折叠和展开特性,当T>T_g时卷曲折叠并冷却定型用于储存,然后采用二次加热T>T_g和充气加压方法控制展开,最终支撑管形状回复率100%。采用模态分析讨论了温度、树脂含量、织物铺层厚度和充气内压等参数对悬臂状态下支撑管的固有频率影响规律。结果表明：随充气压力增加、树脂含量提高、织物铺层厚度增加、基体温度降低,芳纶织物增强环氧树脂支撑管的固有频率增大。采用曲线拟合方法获得固有频率随充气压力和温度的变化规律,结果可为充气展开支撑管设计提供参考。     

卫星线阵立体影像的倾斜仿射变换核线模型

核线约束是构建摄影测量立体模型的重要条件。由于卫星线阵影像的多中心投影特性,难以建立其严格的核线模型。文章从上下视差最小的同名核线特征出发,在仿射变换模型基础上引入核线倾角变化参数,提出一种新的倾斜仿射变换核线模型。通过“无误差”的虚拟同名点仿真试验表明,文章提出的模型受影像范围及地表高差影响较小,在影像区块6 000像元×6 000像元、地表高差1 000m情况下,对于不同形式卫星立体影像的模型误差均小于1个像元。进一步使用实际匹配同名点平差,实验表明：对于SPOT-5、“资源三号”和“高分七号”等卫星影像,文章模型误差相对于匹配观测误差可忽略,实际核线精度在整景影像范围内优于0.8像元,所生成核线影像能够满足后续密集匹配要求。新模型的精确性和普适性相比现有同类模型显著提升,可实际应用于卫星摄影测量处理。     

高可塑性射频通道增益温度补偿电路构架研究

介绍了高可塑性线性工作模式及压缩工作模式射频通道增益温度补偿电路架构。该补偿电路具有低功耗、高集成、小型化的优点,其主要由模拟衰减器和控制电路两部分组成。模拟衰减器动态范围约为20dB,位于射频链路中不影响噪声系数及输出功率的位置。控制电路是由4只正、负温度系数不同的阻值热敏电阻与待调电阻嵌套组成纯电阻网络,稳压后直流电压经过该电阻网络后得到随温度变化的控制电压。该控制电压随温度变化灵活,共有抛物线、碗状、正反L形状和正反斜率线性变化6种趋势,可完全满足射频通道线性工作模式和压缩工作模式增益稳定不同需求。对高可塑性射频通道增益温度补偿电路架构进行了原理分析,并给出具体设计过程。通过软件仿真和实物验证了电路架构合理有效。星载C频段接收机应用该补偿电路后,在-5℃~55℃范围内,增益温度稳定度约0.1dB,达到国际先进水平。     

重型运载火箭集中力扩散舱段多区域联合设计与优化

为提高重型运载火箭集中力扩散舱段的承载能力和集中力扩散性能,提出了变截面-等比布局多区域联合设计方法和建立了基于静力分析以及工程估算方法的优化模型,并据此开展集中力扩散舱段优化设计。建立了集中力扩散舱段参数化有限元模型,基于显式动力学方法开展了结构承载性能和集中力扩散性能分析。依据集中力扩散舱段结构形式和承载特点,提出了综合多区域变厚度蒙皮、变截面主梁和副梁/桁条等比非均匀布局的联合设计方法,实现了结构精细化设计。为综合提高结构承载性能和集中力扩散性能,建立了基于静力分析和工程估算方法的优化模型,并基于模拟退火法求解该优化模型,获得了减重效果明显的优化结构。对比结果表明,捆绑接头两侧副梁/桁条靠近捆绑接头密布、捆绑接头中间副梁远离捆绑接头密布、变截面主梁以及变厚度蒙皮设计有利于提高结构承载效率和集中力扩散性能,验证了提出的多区域联合设计方法和优化模型在设计集中力扩散舱段方面的有效性和优越性,证明了本文优化工作具有一定的工程应用价值。     

面向轻体无人船舶的自供能毛细波推进器研究

毛细波推进器作为一种新型动力装置在无人船舶、医疗机器人等领域有着应用前景,然而其能量供给方式与推力特性之间的关系有待深入探索。本文提出一种基于摩擦纳米发电机的自供能推进方式,其可利用环境中的风能、波浪能等作为能量源,驱动介电润湿单元产生毛细波,并利用反推力推进船舶。在输出电压520 V,频率5 Hz的情况下,成功实现对一重量为3.42 g的泡沫船实现推进。本文探索了一种不依赖传统能源与结构的新型船舶推进模式,为今后轻型船舶的动力提供了新的解决思路。