导航卫星的短弧运动学定轨
郭睿;胡小工;黄勇;刘利;谭红力;吴晓莉
【期刊名称】《飞行器测控学报》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘 要】导航卫星在姿轨控和轨道恢复期间,由于观测数据有限,传统的统计定轨理论难以实现导航卫星精密定轨.本文尝试采用一种不依赖轨道动力学的、新的运动学定轨方法来处理短弧和复杂动力学过程中的定轨,提出了基于多项式拟合的短弧运动学定轨算法,并提出2种不同的实现方案.该算法充分利用了高采样率的测轨数据,减少了结果的噪声,其优点在于不需要长时间累积测轨数据,可以实现近实时快速计算,克服了动力学法定轨发散和单点定位无法获得卫星速度信息等不足.对COMPASS M-01导航卫星实测数据的处理表明,10min左右短弧运动学定轨的位置精度可以优于10m,速度精度优于4cm/s,满足了短弧跟踪条件下RDSS对卫星轨道精度的要求,实现了短弧跟踪条件下卫星精密定轨,但从轨道预报精度来看,该方法仅仅适用于短期预报.
【总页数】8页(P60-67)
【作 者】郭睿;胡小工;黄勇;刘利;谭红力;吴晓莉
【作者单位】中科院上海天文台·上海·200030;中国科学院研究生院·北京·100039;61081部队·北京·100094;中科院上海天文台·上海·200030;中科院上海天文台·上海·200030;61081部队·北京·100094;61081部队·北京·100094;中科院上海天文台·上海·200030;中国科学院研究生院·北京·100039;61081部队·北京·100094 【正文语种】中 文
【中图分类】P173.1
【相关文献】
1.导航星座整网自主定轨的动力学短弧段伪逆平差法 [J], 李灏霖;王玲;黄文德;周一帆
2.基于星历拟合的短弧运动学定轨 [J], 郭睿;胡小工;黄勇;何峰
3.天基低轨空间监视雷达密集短弧观测数据的定轨应用研究 [J], 韩蕾;马志昊;陈磊;周伯昭
轮控小行星探测器建模及跳跃移动仿真
龚宇鹏;谢天;林晓辉
【摘 要】小行星探测器在弱引力环境下无法采用传统的轮式机构进行移动.为解决该问题,采用反作用飞轮对探测器跳跃移动进行控制,并分析了该方案的可行性.根据Hertz碰撞定律及简化的Karnopp切向摩擦力模型,建立了探测器与地面的接触力模型.分析了轮控小行星探测器的起跳过程,给出了探测器静止起跳所需要的最小飞轮力矩关系.考虑到反作用飞轮存在惯性、粘滞、摩擦等情况,建立了轮控探测器的姿态动力学模型,并对探测器在均匀重力场下的连续跳跃过程进行了控制策略设计及仿真.结果 表明:基于飞轮控制的小行星探测器跳跃移动在微重力环境下是可行的,且可以通过施加合适的控制力矩维持探测器跳跃的方向及跳跃过程的稳定性.
【期刊名称】《上海航天》
【年(卷),期】2019(036)003
【总页数】7页(P61-67)
【关键词】小行星探测;跳跃行走;动力学;微重力;碰撞
【作 者】龚宇鹏;谢天;林晓辉
【作者单位】哈尔滨工业大学卫星技术研究所,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨工业大学卫星技术研究所,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨工业大学卫星技术研究所,黑龙江哈尔滨150080
【正文语种】中 文
【中图分类】TP242.3;V448
0 引言
随着航天技术的飞速发展，各航天大国开展了一系列深空探测活动，并将目光投向了太阳系中的小行星、彗星等小型天体。这些天体数量众多，对人类研究太阳系和恒星的成因及演化历史，探索生命起源，获取太空资源具有重要作用[1]。在深空探测中，小型天体本身的特殊形状导致了其引力场的特殊性，不能将它们单纯视作中心引力场，因此在航天器对其接近和着陆的过程中，可以将小型天体视作多个引力中心的组合，从而精确描述其引力特性[2]。
目前，只有美国“近地小行星交会”(NEAR)探测器、日本“隼鸟一号”探测器、欧洲太空局“罗塞塔号”彗星探测器与小行星表面有过直接接触[3-5]。2000年2月，NEAR探测器在设计任务之外完成了在“爱神”小行星上的软着陆，获得了宝贵的探测资料和成果。“隼鸟一号”探测器于2005年11月在“丝川”小行星表面软着陆并采集了土壤样品。2014年11月，由“罗塞塔号”彗星探测器释放的“菲莱”探测器成功登陆“67P/楚留莫夫-格拉希门克”彗星，但由于探测器着陆位置不良，导致其在很长时间内处于休眠状态。另外，美国“黎明号”探测器、日本“隼鸟二号”、中国“嫦娥二号”探测器也已成功开展了对小行星的探测任务。其中“嫦娥二号”探测器于2012年12月成功近距离飞跃“战神-图塔蒂斯”小行星，实现了中国首次对小行星的近距离观测[6]，走出了中国深空探测极其重要的一步。
太阳系外行星的探测方法
随着科技的不断进步，人类对太阳系外行星的研究也越来越深入。太阳系外行星是指位于太阳系之外的行星，它们的探测对于理解宇宙的形成和演化、解决生命起源和演化等重大问题是至关重要的。那么，如何探测太阳系外行星呢？
一、径向速度法
径向速度法，也称多普勒频移法，是最早被应用的太阳系外行星探测方法之一。该方法通过测量恒星由于绕其公转的行星引起的多普勒频移，从而间接探测到太阳系外行星。当行星绕恒星公转时，行星的引力将影响恒星，使其在它们彼此之间的拉力作用下稍微偏移。这个微弱的引力偏移也会导致恒星发生速度的变化，这种变化通常是物理学中已知的多普勒效应。因此，如果恒星是否受到行星的引力影响可以从它的频移被测量出来。径向速度法的最大缺点是需要长时间的观测，使其只能探测到较大的太阳系外行星。
二、凌星法
凌星法是通过测量恒星光度变化的方法探测太阳系外行星。当行星从地球的角度看来横穿恒星表面时，它将暂时阻挡恒星的光，造成光度变暗。这种方法的优点是精度高，能发现行星的轨道、质量和大小等信息，且时间跨度较短。缺点是需要恰好在行星运动平面上观测，使其有一定的局限性。
三、微引力透镜法
微引力透镜法是利用引力透镜现象探测太阳系外行星的方法。当恒星，行星和地球在一条直线上时，行星的引力将会弯曲光线，导致恆星背后的背景星系变得更亮并出现偏移，这种变化可以被探测到。由于行星它的引力产生的引力透镜效应是非常微弱的，因此这个方法需要高精度的仪器设备和长时间的观测。但是这种方法对探测不同类别的太阳系外行星有很大的贡献，能够识别和探测小型行星。
四、直接成像法
直接成像法是通过直接拍摄太阳系外行星的图像来进行探测的。根据星际的距离，这个方法需要高分辨率的望远镜来实现。目前，该方法主要适用于探测离地球较近、比较明亮的太阳系外行星。随着技术的不断发展，直接成像法有望成为太阳系外行星探测的主要方法之一。
总之，太阳系外行星有很多的探测方法，每种方法都有其独特的优势和限制。随着科学技术的不断进步，我们相信在不久的将来，人类可以更多地了解太阳系外行星的特征和性质，进一步探索宇宙的奥秘。
★小行星采样Space International 国际太空 · 2020·12Asteroid Sampling
1414美国“奥西里斯”探测器
完成贝努小行星表面采样
美国东部时间2020年10月20日18:12（北京时间2020年10月21日06:12），美国“奥西里斯-雷克斯”
（OSIRIS-REx，以下简称“奥西里斯”）小行星探测器以“一触即离”方式接触101955贝努（101955 Bennu）
碳质小行星（以下简称“贝努小行星”）表面，停留数秒后，按预定计划飞离小行星，标志着“奥西里斯”完成了
贝努小行星的首次采样。这是美国首个小行星采样返回探测器，将带回继“阿波罗”(Apollo)载人登月任务之后
最多的样品。这也是首项研究原始B型小行星的任务，这类小行星富含构建生命的要素—碳和有机分子，对
研究太阳系的形成和演化、行星形成的初始阶段以及形成生命的有机复合物的起源等具有重要意义。张扬眉（北京空间科技信息研究所）
1 飞行过程
发射、巡航和抵达
2016年9月8日，美国国家航空航天局(NASA)
用宇宙神-5-441（Atlas-5-441）运载火箭从卡纳维
拉尔角成功发射“奥西里斯”探测器。“奥西里斯”
是美国首个小行星采样返回探测器，将对贝努小行星
进行探测，并将于2023年把该小行星的样品送回地球。
“奥西里斯”探测器发射1年后，进行了地球
借力飞行，之后又经过1年，于2018年12月31日
成功进入贝努小行星轨道。之后，“奥西里斯”在距离贝努面向太阳的表面19km处对其进行了初步探
测。探测器数次飞越了小行星的北极、赤道和南极区
域，之后与小行星表面的距离缩短为7km左右。“奥
西里斯”的初步探测目的是评估贝努的质量和旋转速
率，生成该小行星更为精确的形状模型。该数据有助
于之后确定采样的潜在地点。该任务的导航团队也利
用初步探测的数据，对环绕小行星的精确导航进行了
演练。“接近运行”
抵达贝努小行星后，“奥西里斯”进入“接近运行”
