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月表温度和地形对科研站选址的影响

中国空间科学技术（中英文） 2024年第2期44卷 125-135页

作者：张思勃刘阳王慎泉彭祺擘王超姚伟中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 航天员科研训练中心北京100094

月球极区具有独特的地理特征和潜在的水冰资源,是未来月球科学探测和基地建设的优选区域。但月球极地具有太阳光照条件差异显著、月地直接通信范围有限、月表温度变化幅度大、地势陡峭等特点,对选址研究提出了巨大挑战。定量化地研究月... 详细信息

月球极区具有独特的地理特征和潜在的水冰资源,是未来月球科学探测和基地建设的优选区域。但月球极地具有太阳光照条件差异显著、月地直接通信范围有限、月表温度变化幅度大、地势陡峭等特点,对选址研究提出了巨大挑战。定量化地研究月球极地相对宜居区的温度和地形分布,对于深入探索月球极地具有重要意义。利用月球勘测轨道器(LRO)上搭载的激光高度计(LOLA)和辐射计(Diviner)的观测数据产品,建立了一种月球相对宜居区的评估方法;并以月球南极为目标选取了典型的相对宜居区,对相对宜居区内的表面温度的日变化和季节变化特征进行了研究,分析对比了各相对宜居区的地形坡度、表面粗糙度和地形高度分布等情况。其中区域A(Scott M附近)地处月球南极的相对高地(约3~7 km),坡度(中位数为8°)和表面粗糙度(小于2 m)适中;区域B(de Gerlache附近)最靠近南极中心,太阳可见度可高达0.8,坡度较陡(中位数为12.4°),表面粗糙度适中(小于2 m);区域C(Amundsen附近)的地势最低(约-1.8~-0.5 km),太阳可见度(小于0.6)和地球可见度(小于0.5)最小,地形坡度最缓(中位数为5.4°),但是有约26%的区域表面粗糙度大于3 m。夏季夜晚,区域B和区域A内局部温度可分别超过0℃和-20℃,具有相对较好的温度环境,可作为潜在的选址区域。

关键词：月球表面温度月球地形高度月球表面坡度月球表面粗糙度月球相对宜居区

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航天器敏捷机动控制技术发展及展望

宇航学报 2024年第1期45卷 1-11页

作者：袁利张科备雷拥军中国空间技术研究院北京100094 空间智能控制技术全国重点实验室北京100094 北京控制工程研究所北京100094

对航天器敏捷控制技术的发展现状进行综述,分析了航天器敏捷机动在路径规划、高敏捷高稳定度控制等方面面临的技术挑战;从航天器输入激励方面给出了不同路径规划对姿态敏捷机动性能的影响及适用范围。分析了单级路径跟踪控制、执行机构... 详细信息

对航天器敏捷控制技术的发展现状进行综述,分析了航天器敏捷机动在路径规划、高敏捷高稳定度控制等方面面临的技术挑战;从航天器输入激励方面给出了不同路径规划对姿态敏捷机动性能的影响及适用范围。分析了单级路径跟踪控制、执行机构精准输出控制、多级复合控制等方法对提升航天器敏捷机动高稳定控制性能的技术途径。航天器敏捷机动控制作为一项系统性技术,需要从结构动力学、控制架构、测量与执行部件研制等多方面开展综合分析与设计。针对航天器敏捷机动控制技术发展需求及所面临的挑战,从智能自主控制架构设计、自主决策与协同规划技术、高性能部件研制技术等方面,给出敏捷航天器控制技术的发展建议。

关键词：敏捷航天器路径规划敏捷机动控制高稳定度控制

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地月空间基础设施体系架构与发展设想

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 1-14页

作者：杨孟飞彭兢李炯卉倪彦硕朱舜杰杜颖徐宝碧黄晓峰张正峰中国空间技术研究院北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

建设地月空间基础设施,为人类在地月空间的活动提供基础性、通用性的通信、导航、监测等服务,既可满足中国后续月球探测国家重大工程任务需求,同时可以加速推进地月空间航天产业发展,对于推动中国科技强国、航天强国建设具有重大的战略... 详细信息

建设地月空间基础设施,为人类在地月空间的活动提供基础性、通用性的通信、导航、监测等服务,既可满足中国后续月球探测国家重大工程任务需求,同时可以加速推进地月空间航天产业发展,对于推动中国科技强国、航天强国建设具有重大的战略意义。在阐明地月空间基础设施概念、分析研判国内外发展现状的基础上,紧密围绕重大工程和航天产业持续性发展需求,提出地月空间基础设施体系架构设想,明确系统服务、系统组成、“云-域-端”网络体系以及内部和用户接口体系。最后以分阶段逐步建成技术先进、布局合理的地月空间基础设施,提供自主开放、安全可靠、长期连续稳定运行的通用化服务为目标,提出发展展望和发展建议,为中国地月空间基础设施发展建设规划提供参考。

关键词：地月空间基础设施体系架构设想发展路线通信定位导航授时态势监测

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单/双站辅助的干涉仪标校与选站方法

航空兵器 2024年第1期31卷 122-127页

作者：宋逸豪黄普明刘波冯雪峰李帅张千中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

传统的固定基线干涉仪多误差联合标校方法需要三个以上的标校站才能实现干涉仪的在轨实时标校,但是在标校站数量不足时传统方法性能将降低甚至失效。针对标校站数量不足的情况,本文提出一种固定基线干涉仪单/双站标校算法。在干涉仪与... 详细信息

传统的固定基线干涉仪多误差联合标校方法需要三个以上的标校站才能实现干涉仪的在轨实时标校,但是在标校站数量不足时传统方法性能将降低甚至失效。针对标校站数量不足的情况,本文提出一种固定基线干涉仪单/双站标校算法。在干涉仪与标校站之间存在相对运动的条件下,首先通过多次测量获得一组标校信号相位差,其次利用所得相位差列出关于干涉仪各项系统误差的方程组,最后使用Penrose逆矩阵辅助的迭代最小二乘法求解出各项系统误差值。仿真结果验证了所提算法的可行性。在此基础上,针对标校站选址对标校后干涉仪定位性能影响的问题,分解标校站选址的各项指标,通过数值仿真的方式,定性分析了标校站选址的各个参数对干涉仪定位精度的影响。分析结果表明,单站情况下位于星下点附近的标校站或双站情况下相距较远的两个标校站均能让标校后的干涉仪获得更优的定位性能。

关键词：干涉仪标校系统误差单站双站

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空间应用高精度电涡流位移传感器设计与验证

空间控制技术与应用 2024年第3期50卷 86-93页

作者：刘燕锋姚宁袁利马官营李玉猛胡隽北京控制工程研究所北京100094 中国空间技术研究院北京100094

针对空间超静平台高精度非接触位移测量的需求,研制了一种适用于空间应用的高精度电涡流位移传感器.根据传感器工作原理建立探头敏感线圈阻抗模型并对其固有非线性进行仿真分析.基于高精度平衡电桥检测电路,提出一种非线性校正方法,该... 详细信息

针对空间超静平台高精度非接触位移测量的需求,研制了一种适用于空间应用的高精度电涡流位移传感器.根据传感器工作原理建立探头敏感线圈阻抗模型并对其固有非线性进行仿真分析.基于高精度平衡电桥检测电路,提出一种非线性校正方法,该方法无需额外的校正电路,通过平衡电桥阻抗网络设计以及解调相位设计,将传感器输出非线性由12%降低到0.98%.测试验证结果表明,研制的空间应用高精度电涡流位移传感器在±3 mm量程范围内,测量非线性达到0.98%.该传感器已经成功进行在轨应用.

关键词：空间应用电涡流位移传感器非线性

卫星BCDR模块双向LLC谐振变换器拓扑研究

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电源技术 2024年第3期48卷 477-483页

作者：张枭瑞赵欣博蒋硕赵田李楚薇中国空间技术研究院北京100094

研究了双向LLC谐振变换器,该拓扑作为功率变换器,适用于卫星充放电调节器中。通过对该变换器的结构、原理进行分析,提出了一种同步整流控制方法和同步等宽变频控制方法相结合的策略,通过PSIM实现了双向LLC谐振变换器应用于卫星充放电调... 详细信息

研究了双向LLC谐振变换器,该拓扑作为功率变换器,适用于卫星充放电调节器中。通过对该变换器的结构、原理进行分析,提出了一种同步整流控制方法和同步等宽变频控制方法相结合的策略,通过PSIM实现了双向LLC谐振变换器应用于卫星充放电调节器的仿真,双向最大输出功率为4 kW,适应了卫星充放电要求的电压范围,实现了充放电模式切换、恒压恒流充电模式切换以及Taper充电模式,解决了传统LLC谐振变换器及控制方法存在的能量无法双向流动、存在循环功率、开关损耗偏大等问题。

关键词：卫星充放电调节器 LLC谐振双向同步整流

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一种星上直驱电推进的新型高压变换模块

电源技术 2024年第9期48卷 1860-1865页

作者：蒋思越葛斯乔蒋硕李康黄智中国空间技术研究院北京100094

随着卫星的功率需求越来越大,电推进等高压大功率设备在卫星上广泛应用,传统的100 V母线架构难以满足卫星日益增长的需求。提出了一种适用于直驱霍尔电推进设备的高压母线变换模块,采用两级式架构,前级采用交错Boost电路,后级采用全桥... 详细信息

随着卫星的功率需求越来越大,电推进等高压大功率设备在卫星上广泛应用,传统的100 V母线架构难以满足卫星日益增长的需求。提出了一种适用于直驱霍尔电推进设备的高压母线变换模块,采用两级式架构,前级采用交错Boost电路,后级采用全桥升压电路,可以提供300 V的高压母线,同时实现最大功率点跟踪(MPPT)、电流恒流充电和母线稳压等功能。

关键词：高压母线 MPPT 交错并联升压全桥减重

高导热沥青基碳纤维复合材料在航天器中的应用现状及展望

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材料导报 2024年第1期38卷 212-219页

作者：杨强刘洪新何端鹏陈海峰陈维强金晶潘福明北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京卫星制造厂有限公司北京100094 中国空间技术研究院北京100094

随着新一代航天器不断朝着超大型化、微小型化、高效能化方向发展,航天器对轻质高强高模高导热材料的需求日益迫切。相比传统的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,高导热沥青基碳纤维具有超高的热导率、更高的拉伸模量以及更低的热膨胀系数,是实现... 详细信息

随着新一代航天器不断朝着超大型化、微小型化、高效能化方向发展,航天器对轻质高强高模高导热材料的需求日益迫切。相比传统的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,高导热沥青基碳纤维具有超高的热导率、更高的拉伸模量以及更低的热膨胀系数,是实现承载/传热/热尺寸稳定性功能一体化的理想材料,在航天领域得到了重要应用并展现出巨大应用前景。本文介绍了高导热沥青基碳纤维及其复合材料的性能特点、发展现状以及在航天器中的应用现状,重点从航天器热管理结构、热防护结构、高尺寸稳定性结构、多功能结构、电子设备外壳等方面综述了其应用现状,最后对高导热沥青基碳纤维复合材料的发展及应用前景进行了展望。

关键词：高导热高模量沥青基碳纤维热管理高尺寸稳定性多功能结构

结合U-Net和STGAN的多时相遥感图像云去除算法

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遥感学报 2024年第8期28卷 2089-2100页

作者：王卓马骏郭毅周川杰柏彬李峰河南大学软件学院开封475100 中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100094 澳大利亚西悉尼大学悉尼2751 北京市遥感信息研究所北京100192

针对光学遥感图像中云的遮挡可能会降低甚至完全遮挡图像中的某些地面覆盖信息,限制对地观测、变化检测或土地覆盖分类等的问题,云去除是迫切需要解决的一项重要任务。为了恢复被云遮挡的地面区域,提出一种基于多时相遥感图像的两阶段... 详细信息

针对光学遥感图像中云的遮挡可能会降低甚至完全遮挡图像中的某些地面覆盖信息,限制对地观测、变化检测或土地覆盖分类等的问题,云去除是迫切需要解决的一项重要任务。为了恢复被云遮挡的地面区域,提出一种基于多时相遥感图像的两阶段云去除算法。第一阶段是云分割,即直接使用U-Net提取云并去除薄云。第二阶段是图像恢复,采用时空生成网络(STGAN)去除厚云,STGAN的生成模型采用改进的多输入的U-Net,通过一次从同一位置的7帧图像序列中提取关键特征恢复相应的不规则厚云覆盖区域。第一阶段的薄云处理有利于后面的STGAN捕捉到更多的地面信息。实验结果表明,与传统的去云方法和深度学习Pix2Pix等算法相比较,该算法无论在视觉效果上,还是峰值信噪比(PSNR)与结构相似性(SSIM)等客观质量评价指标上,均有显著的提升,有利于光学遥感图像的进一步利用。

关键词：遥感图像多时相云去除图像恢复 U-Net STGAN