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.     

基于伴随非等温射流理论的缝槽气膜冷却模型

在伴随非等温射流基础上发展了一种适用于缝槽气膜冷却绝热温比预估的数学模型.通过合理假设推导出二维壁面射流混合层核心温度分布规律,将其作为气膜绝热壁温,并考虑缝槽几何特征参数和气膜吹风比对冷却效率的影响,得到绝热温比计算公式.用试验数据对该预估模型进行拟合分析,得到了与试验数据拟合精度在±8%以内的半经验预估模型,证明该模型的可行性和应用潜力,并需要更多的试验数据对其进行验证和改进.      

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.     

Autonomous Control Reconfiguration of Aerospace Vehicle Based on Control Effectiveness Estimation

未来空天飞行器跨空天两域飞行,要求有较高的自主性以适应由故障和环境变化带来的不确定因素。针对空天飞行器的不确定性,提出了自主控制重构方案。研究了线性模型的时变控制效益的估计方法,提出并证明了效益矩阵可估计的充分条件,给出了相应的算法并证明了其收敛性和对噪声的鲁棒性;提出了基于线性规划和模糊逻辑的控制分配算法,通过冗余效应器实现了不确定条件下的自主控制重构。系统集成和仿真结果分析验证了方案和算法的有效性。     

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。