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星载原子干涉重力梯度仪测量方法与噪声分析

中国惯性技术学报 2017年第4期25卷 449-454页

作者：祝竺张国万赵艳彬廖鹤魏小刚上海卫星工程研究所上海201109 北京航天控制仪器研究所北京100854 中国航天科技集团量子工程研究中心北京100854

原子干涉重力梯度仪在星载环境下可获得较长的干涉时间,有效规避了原子触碰容器壁的风险,因此可实现高精度的测量,同时利于星载仪器的小型化。目前原子干涉重力梯度仪地面测量技术成熟,尚未得到空间应用。根据星载失重的特殊条件,提出... 详细信息

原子干涉重力梯度仪在星载环境下可获得较长的干涉时间,有效规避了原子触碰容器壁的风险,因此可实现高精度的测量,同时利于星载仪器的小型化。目前原子干涉重力梯度仪地面测量技术成熟,尚未得到空间应用。根据星载失重的特殊条件,提出一种适用于空间微重力环境的原子干涉重力梯度测量方法,并对其测量精度进行了分析。结果表明,在卫星重力测量关注的0.1 Hz以下的测量频带内,星载原子干涉重力梯度仪的潜在测量精度可达到1 mE/Hz^(1/2)。该测量方法为未来原子干涉重力梯度仪的星载应用提供重要的技术基础。

关键词：原子干涉重力梯度仪星载噪声

基于粒子模拟的舱内布局对霍尔推进器真空羽流的影响

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航空动力学报 2020年第9期35卷 1988-1994页

作者：王军伟张磊龚洁韩潇刘然中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所北京100094

对霍尔推进器地面测试过程中真空环境下的羽流流场进行模拟研究,通过直接蒙特卡洛(DSMC)方法进行多种布局方式下的系列数值模拟,重点研究地面测试设施中舱内的抽氙冷板、束流挡板在不同布局环境下对真空羽流流场的影响。数值模拟结果显... 详细信息

对霍尔推进器地面测试过程中真空环境下的羽流流场进行模拟研究,通过直接蒙特卡洛(DSMC)方法进行多种布局方式下的系列数值模拟,重点研究地面测试设施中舱内的抽氙冷板、束流挡板在不同布局环境下对真空羽流流场的影响。数值模拟结果显示:抽氙冷板的布局位置对羽流流场影响较不明显,但应考虑舱内各处均布以防压力局部集聚过高形成阻力;束流挡板对返流粒子的抑制作用明显,对抽氙冷板等具有较好的防护功能,但也同时改变了羽流流场分布,甚至会影响到推进器的放电特性和性能表现。通过该数值模拟方法可以实现对舱内工艺设备的设计指导,对抽氙冷板、束流挡板等进行布局优化,继而为推进器地面测试提供更为有效的测试环境。

关键词：电推进真空流场羽流直接蒙特卡洛粒子模拟

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地球同步轨道星地量子信道特性研究

宇航学报 2021年第7期42卷 934-938页

作者：孙晓洁王学锋刘院省王巍董鹏阚宝玺北京航天控制仪器研究所北京100039 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心北京100094 中国航天科技集团有限公司北京100037

为了研究地球同步轨道量子密钥分发过程中星地量子信道特性,项目团队研制了搭载于实践二十卫星的极弱光偏振态分发设备,开展了地球同步轨道卫星与地面间光子偏振态的传输实验。实验时,星载偏振光分发设备根据遥控指令以50MHz频率驱动四... 详细信息

为了研究地球同步轨道量子密钥分发过程中星地量子信道特性,项目团队研制了搭载于实践二十卫星的极弱光偏振态分发设备,开展了地球同步轨道卫星与地面间光子偏振态的传输实验。实验时,星载偏振光分发设备根据遥控指令以50MHz频率驱动四个激光器出光,分发|0〉、|π/2〉、|π/4〉和|3π/4〉四种偏振态光子,经过长距离的空间传输后由地面站望远镜接收,最后由超导探测器探测。研究结果表明,地球同步轨道卫星到地面站的光学链路衰减约为100~110 dB,通道误码率约为2%~8%,满足量子密钥分发误码率的安全性要求。

关键词：地球同步轨道卫星量子密钥分发极弱光偏振态传输

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微卫星在轨释放装置释放精度正交分析与验证

华中科技大学学报（自然科学版） 2022年第2期50卷 76-81页

作者：卢彪杨新海刘永强王治易上海宇航系统工程研究所上海201108 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海200000

为解决可重复使用、通用性强、指向精度高的基于空间站的微卫星释放问题,提出一种微卫星在轨释放装置方案,并对其释放精度进行正交分析与验证.通过动力学分析软件对微卫星释放装置进行动力学仿真,通过正交仿真试验对影响微卫星释放角速... 详细信息

为解决可重复使用、通用性强、指向精度高的基于空间站的微卫星释放问题,提出一种微卫星在轨释放装置方案,并对其释放精度进行正交分析与验证.通过动力学分析软件对微卫星释放装置进行动力学仿真,通过正交仿真试验对影响微卫星释放角速度的因素进行分析;根据正交试验结果对各影响因素进行优选,设计制造微卫星释放单元;提出基于自由落体运动的失重模拟试验测试方案,并搭建失重模拟测试系统,系统重力平衡误差≤3%,角速度测试精度为0.1°/s.对微卫星释放单元产品进行试验测试,试验结果表明:经过参数优化,卫星释放角速度降低了67%,释放装置释放精度得到较大提高.

关键词：微卫星在轨释放装置释放精度正交试验失重模拟参数优化

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基于光场二阶关联测量的测距与测姿方法

光学学报 2020年第19期40卷 107-113页

作者：赵琳琳袁梓豪孙晓洁李明飞刘院省北京航天控制仪器研究所北京100039 中国航天科技集团有限公司量子工程研究中心北京100094

远距离高精度的距离测量和目标定姿是航天遥感、目标识别、导航控制等领域的关键技术。从理论和实验上研究了利用热光二阶关联在深菲涅耳衍射区进行测距的方法,测距的精度优于0.5 mm,并采用原理证明模拟实验验证了利用该测距方法实现测... 详细信息

远距离高精度的距离测量和目标定姿是航天遥感、目标识别、导航控制等领域的关键技术。从理论和实验上研究了利用热光二阶关联在深菲涅耳衍射区进行测距的方法,测距的精度优于0.5 mm,并采用原理证明模拟实验验证了利用该测距方法实现测姿的可行性。此方法可作为传统激光测距技术的补充,并可以实现远距离高精度测距。此方法具有可利用恒星等自然光源实现测距与测姿以及对能量等资源需求较少的优点,为卫星定位等空间测距需求提供了一种新的解决方案。

关键词：测量二阶关联热光测距测姿深菲涅耳衍射区

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不同孔型对高超声速逆喷流气膜冷却影响

航空动力学报 2020年第8期35卷 1612-1621页

作者：商圣飞向树红姜利祥杨艳静孙继鹏中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院北京卫星环境工程研究所北京100094 北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100094

主要对不同孔型在不同质量流量下对高超声速逆喷流气膜冷却影响规律开展研究,得到不同孔型对气膜冷却效果的影响规律。采用CFD计算方法,对飞行高度为50 km,飞行马赫数为15条件下圆柱孔、收缩孔、扩张孔、收缩-扩张孔4种孔型开展研究。... 详细信息

主要对不同孔型在不同质量流量下对高超声速逆喷流气膜冷却影响规律开展研究,得到不同孔型对气膜冷却效果的影响规律。采用CFD计算方法,对飞行高度为50 km,飞行马赫数为15条件下圆柱孔、收缩孔、扩张孔、收缩-扩张孔4种孔型开展研究。研究显示:小流量供气时,收缩孔和圆柱孔会出现长穿透模态(LPM)工作状态,扩张孔和收缩-扩张孔则不会出现;随着喷流流量的增大,喷流会从LPM转向短穿透模态(SPM),此时继续增大气膜喷流流量,并不会显著增大冷却收益。综合整个流域的变化,扩张孔在高超声速飞行器头部逆流喷流气膜冷却中是比较稳定可靠的气膜冷却孔。

关键词：高超声速飞行器气膜冷却气膜孔形状热流密度逆喷流

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海洋环境下低特征水面飞行器中长波探测研究

红外与激光工程 2023年第7期52卷 152-158页

作者：宋敏敏吕弢桑学仪薛芬芬苏建平上海航天控制技术研究所上海201109 中国航天科技集团有限公司红外探测技术中心上海201109

为了能有效评估中长波复合探测识别低特征水面飞行器目标的优势,通过建立某飞行器不同探测角度红外辐射模型,采用光线追迹结合反向蒙特卡洛法计算获得了其不同探测角度下中长波红外的辐射强度。同时基于侧迎头辐射强度计算结果,对海洋... 详细信息

为了能有效评估中长波复合探测识别低特征水面飞行器目标的优势,通过建立某飞行器不同探测角度红外辐射模型,采用光线追迹结合反向蒙特卡洛法计算获得了其不同探测角度下中长波红外的辐射强度。同时基于侧迎头辐射强度计算结果,对海洋环境降雨、海雾等特殊条件下中长波探测差异进行了对比分析,并且通过实际外场复杂海背景下弱小目标探测试验等手段,获取了不同距离下中长波探测数据,统计分析了目标与海背景的等效温差变化。通过上述工作统计分析了中波和长波波段在不同气候海背景条件下的优势和劣势,充分验证了中长波复合探测技术的优势。

关键词：水面飞行器中长波红外高温高湿作用距离

Gm-APD焦平面阵列的距离重构与三维成像实验

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光子学报 2022年第12期51卷 88-99页

作者：高冬阳陈宗镁陈寰史庆杰夏团结陈龙江上海航天控制技术研究所上海201109 中国航天科技集团有限公司红外探测技术研发中心上海201109

系统梳理了基于单元盖格雪崩光电二极管的多类距离重构方法的原理与特点,分析了适用于面阵盖格雪崩光电二极管的距离重构方法。采用激光细光束二维扫描发射覆盖探测视场和面阵盖格雪崩光电二极管焦平面阵列器件探测接收目标回波的方式,... 详细信息

系统梳理了基于单元盖格雪崩光电二极管的多类距离重构方法的原理与特点,分析了适用于面阵盖格雪崩光电二极管的距离重构方法。采用激光细光束二维扫描发射覆盖探测视场和面阵盖格雪崩光电二极管焦平面阵列器件探测接收目标回波的方式,搭建了激光三维成像实验装置。采用不同距离重构方法对激光回波点云原始数据进行目标距离信息提取,以信号与背景计数的比值定量评估目标距离重构结果的差异。实验比对结果表明,空间相关处理后的信号与背景计数比值由0.5提升至6.67,提升效果明显。激光三维成像实验结果对比发现,在100 Hz成像帧频下仅有空间相关方法能重构出目标三维轮廓,验证了空间相关重构方法的优势和有效性,支撑了基于盖格雪崩光电二极管焦平面阵列高帧频远距激光三维成像技术工程应用。

关键词：激光雷达光子计数三维成像盖格雪崩光电二极管焦平面阵列

阀门开启时差对150N自燃推进剂发动机工作过程的影响

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航空动力学报 2024年第9期39卷 384-395页

作者：陈锐达田增陈泓宇徐辉中国航天科技集团有限公司上海空间推进研究所上海201112 上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

为了研究阀门较大开启时差对采用自燃推进剂的空间液体火箭发动机工作过程的影响,对150 N发动机开展高空模拟热试车,考察了氧阀、燃阀分别先开40、100、500、1000 ms对发动机工作稳定性、点火推力峰值和响应时间的影响。试验结果表明,... 详细信息

为了研究阀门较大开启时差对采用自燃推进剂的空间液体火箭发动机工作过程的影响,对150 N发动机开展高空模拟热试车,考察了氧阀、燃阀分别先开40、100、500、1000 ms对发动机工作稳定性、点火推力峰值和响应时间的影响。试验结果表明,发动机均可以成功点火,稳定后的推力值基本不变。氧阀先开、燃阀先开时的点火推力峰值分别约为稳定推力的1.01~1.05倍和1.04~1.07倍,与两阀同步信号开启时相当。燃阀先开时,启动响应时间延长了约16 ms。阀门单独打开时,氧化剂发生了充分闪蒸,流场中部夹杂冰粒喷出,燃料发生了部分闪蒸。当阀门开启时差达到500、1000 ms时,氧阀、燃阀单独打开过程中,输出推力分别约11、6 N,分别占稳定推力的7%和4%,且后者输出推力呈现波动下降的趋势。

关键词：液体火箭发动机阀门开启时差工作稳定性点火推力峰启动响应时间推进剂闪蒸