嫦娥五号探测器供配电系统设计与验证 被引量：9

1

作者 蔡晓东 杜青 +2 位作者 夏宁 王超 杨祎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1015-1026,共12页

结合嫦娥五号探测器主要任务特点,简要介绍了多器供配电系统的功能需求、多器联合供电方案设计,并通过能量平衡仿真分析、多母线融合控制等关键技术,解决了嫦娥五号探测器在复杂空间环境下多任务、多模式的高可靠轻小型化供配电系统设... 结合嫦娥五号探测器主要任务特点,简要介绍了多器供配电系统的功能需求、多器联合供电方案设计,并通过能量平衡仿真分析、多母线融合控制等关键技术,解决了嫦娥五号探测器在复杂空间环境下多任务、多模式的高可靠轻小型化供配电系统设计难题。在轨飞行试验结果表明:供配电系统功能正常、工作可靠、性能优良。提出的嫦娥五号探测器多器组合一体化供配电系统分析与设计方法,满足并确保了月面无人自动采样返回任务可靠实现,可为未来探月工程及其它深空探测领域供配电系统设计提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 供配电系统 多器 高功率质量比

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嫦娥五号探测器自主着陆视觉避障方法与评价 被引量：8

2

作者 王立 刘洋 +2 位作者 华宝成 李涛 朱飞虎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期975-981,共7页

对嫦娥五号探测器的视觉自主避障系统组成、方案及原理进行介绍。采用光学粗避障加激光精避障的两级接力避障模式,在光学粗避障阶段利用K均值聚类对图像障碍进行分割,对分割结果采用Delaunay三角剖分,并设计安全系数评价方法选择安全落... 对嫦娥五号探测器的视觉自主避障系统组成、方案及原理进行介绍。采用光学粗避障加激光精避障的两级接力避障模式,在光学粗避障阶段利用K均值聚类对图像障碍进行分割,对分割结果采用Delaunay三角剖分,并设计安全系数评价方法选择安全落点;在激光精避障阶段提出概率模型评价点云所示区域的着陆安全性。对两级避障的在轨图像利用上述方法进行仿真分析,并对着陆区域的安全性进行评价。结果显示两级避障均合理有效。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 自主着陆 视觉避障系统

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嫦娥五号探测器采样区快速视觉测量技术及应用 被引量：3

3

作者 李铁映 顾征 +4 位作者 鄢咏折 陈丽平 王彤 李达 罗光辰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期989-997,共9页

针对嫦娥五号探测器采样区视觉信息支持的需求和研制过程中的工程约束,提出了一种采样区快速视觉测量技术,研究内容包括时空受限条件下的相机标定、适应月面弱纹理的密集匹配以及AIT(总装、集成及测试)场景下的测量精度地面验证。最终... 针对嫦娥五号探测器采样区视觉信息支持的需求和研制过程中的工程约束,提出了一种采样区快速视觉测量技术,研究内容包括时空受限条件下的相机标定、适应月面弱纹理的密集匹配以及AIT(总装、集成及测试)场景下的测量精度地面验证。最终在轨实现了1s内对采样区地形的快速三维重建,并对采样区景物完成了测量,证明了该视觉测量技术的有效性。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 相机标定 精度验证 快速视觉测量

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嫦娥五号探测器回收分系统研制与验证 被引量：4

4

作者 包进进 刘大海 +4 位作者 荣伟 贾贺 张宇 王海涛 蔡凝 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2021年第5期16-23,共8页

回收分系统作为执行我国首次地外天体自动采样返回任务的嫦娥五号探测器的关键分系统之一,为了实现结构布局优化、开伞载荷及系统稳定性兼容、轻小型化及高可靠性要求等目标,提出了非均衡载荷两级减速三伞方案、双冗余低电流弹盖拉伞优... 回收分系统作为执行我国首次地外天体自动采样返回任务的嫦娥五号探测器的关键分系统之一,为了实现结构布局优化、开伞载荷及系统稳定性兼容、轻小型化及高可靠性要求等目标,提出了非均衡载荷两级减速三伞方案、双冗余低电流弹盖拉伞优化方案、多敏感集成化回收控制方案、单点吊挂冗余解锁减速伞连接分离方案等。通过合理设计,完成仿真验证试验、地面验证试验、空投验证试验,确保了回收分系统协调匹配、工作可靠。在轨飞行数据结果表明:嫦娥五号探测器回收分系统工作性能稳定,满足各项指标要求。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 返回器 回收分系统 降落伞

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嫦娥五号探测器月面铲挖采样前后状态变化分析 被引量：2

5

作者 邓湘金 郑燕红 +2 位作者 金晟毅 姚猛 赵志晖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1004-1014,共11页

为了深入研究月球演化历史以及太空环境对月球土壤的风化影响,需要定量分析月球表面物质与次表层物质的状态差异。研究提出一种依据彩色图像数据分析月壤状态差异的方法,利用嫦娥五号任务采样期间获取的月球表面铲挖前后的图像数据,分... 为了深入研究月球演化历史以及太空环境对月球土壤的风化影响,需要定量分析月球表面物质与次表层物质的状态差异。研究提出一种依据彩色图像数据分析月壤状态差异的方法,利用嫦娥五号任务采样期间获取的月球表面铲挖前后的图像数据,分析了每次铲挖前后月球表面的图像灰度表现特性等特征,分析结果表明:月球次表层物质的平均反射率小于表面物质,全色谱段中的平均变化率为-24.71%;局部区域的月球表面次表层物质的平均反射特性基本一致,全色谱段中的平均变化率为-0.30%;月球表层颗粒形态与次表层颗粒形态可能不一致;月球表层颗粒与次表层颗粒组成和化学分子结构可能不一致。分析数据表明嫦娥五号采样位置铲挖前后的原态月壤和新鲜月壤存在明显状态差异,研究结果可为我国后续月球采样实施方案的改进提供基础数据。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 月壤采样 图像数据

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嫦娥五号探测器系统级电性能测试设计与实践 被引量：3

6

作者 宋世民 张伍 +3 位作者 刘加明 李达 傅晓晶 赵阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期961-966,共6页

针对嫦娥五号探测器综合测试中遍历在轨飞行状态引发的全面覆盖难度大,任务剖面及关键环节多引发的模拟飞行及健壮性测试要求高等问题,提出并实践了状态遍历及增量式集成的系统级测试方法,测试设计按照分状态分阶段分剖面的多层次验证策... 针对嫦娥五号探测器综合测试中遍历在轨飞行状态引发的全面覆盖难度大,任务剖面及关键环节多引发的模拟飞行及健壮性测试要求高等问题,提出并实践了状态遍历及增量式集成的系统级测试方法,测试设计按照分状态分阶段分剖面的多层次验证策略,探索出了一套从“最基本启动,增量式叠加,分步骤集成”的整体性测试与验证的解决方案,达到了在项目早期将系统验证工作置于真实环境下开展测试评估的效果。同时也解构了探测器组成复杂,器间交互多,器内耦合多的系统级全覆盖难题。引入非侵入式监测技术解决了特定任务剖面及系统级条件下关键动作高保真数据获取的难题。与阿波罗载人登月相比,嫦娥五号探测器系统级测试设计实现了测试与评估可靠性活动在整器研制环节的流程左移,体现了中国航天器研制技术的特点。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 电性能测试 验证策略 任务剖面

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嫦娥五号探测器安全性设计与管理实践

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作者 吕鹏 曹瑞强 +1 位作者 张正峰 张高 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第4期115-121,共7页

针对嫦娥五号探测器系统组成复杂、研制难度大、风险因素多等特点,文章围绕安全性目标和实施思路,基于系统工程的方法,总结了嫦娥五号探测器在系统设计、单机产品研制、系统总装、集成与试验(AIT)研制、飞控与回收等方面所采取的安全性... 针对嫦娥五号探测器系统组成复杂、研制难度大、风险因素多等特点,文章围绕安全性目标和实施思路,基于系统工程的方法,总结了嫦娥五号探测器在系统设计、单机产品研制、系统总装、集成与试验(AIT)研制、飞控与回收等方面所采取的安全性控制措施和特色做法,上述措施保证了探测器研制和在轨飞行过程中的安全性,可为后续深空探测任务的安全性设计与管理工作提供借鉴。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 安全性设计 安全性管理

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深空网干涉测量数据对嫦娥五号定轨能力分析 被引量：5

8

作者 孔静 张宇 +5 位作者 任天鹏 欧阳琦 李翠兰 段建锋 慎千慧 陈明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期183-188,共6页

针对嫦娥五号探测器(CE-5)开展基于深空网测量数据的定轨能力分析。首先从测量原理分析了深空网VLBI数据的误差源,然后利用CE-5的精密轨道评估了VLBI数据的误差,最后基于实测数据与协方差分析理论,分析UXB与VLBI数据的定轨能力。结果表... 针对嫦娥五号探测器(CE-5)开展基于深空网测量数据的定轨能力分析。首先从测量原理分析了深空网VLBI数据的误差源,然后利用CE-5的精密轨道评估了VLBI数据的误差,最后基于实测数据与协方差分析理论,分析UXB与VLBI数据的定轨能力。结果表明:转移阶段,单独利用深空网测量数据可以获取优于1 km的转移轨道精度,标校VLBI系统偏差后可以实现优于500 m的轨道精度;环月阶段,轨道解算精度优于200 m,VLBI数据对轨道改进有限,系统偏差甚至会降低轨道精度;基于协方差分析表明,VLBI数据可以降低转移阶段的形式误差近1个量级,但对于环月阶段改进量小于10%。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 干涉测量 轨道计算 协方差分析

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嫦娥五号返回器降落伞回收动力学建模与分析 被引量：4

9

作者 王立武 高庆玉 +2 位作者 许望晶 张国斌 张青斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1051-1056,共6页

针对探月三期嫦娥五号返回器理论落区范围大造成的回收搜索困难问题,建立返回器回收着陆段高保真动力学模型并结合空投试验进行了模型验证,利用该模型对嫦娥五号回收任务中返回器开伞后飞行轨迹的偏差特性进行了分析,结果表明,利用该模... 针对探月三期嫦娥五号返回器理论落区范围大造成的回收搜索困难问题,建立返回器回收着陆段高保真动力学模型并结合空投试验进行了模型验证,利用该模型对嫦娥五号回收任务中返回器开伞后飞行轨迹的偏差特性进行了分析,结果表明,利用该模型可以实现对返回器飞行轨迹偏差范围的精准计算,有助于缩小返回器搜救范围,缩短搜救时间。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 返回器 降落伞回收系统 动力学模型 空投试验

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航天器飞行控制仿真与平行系统 被引量：10

10

作者 袁利 程铭 王磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期982-988,共7页

总结并分析了目前国内外航天器飞行控制仿真与平行技术的发展现状和任务需求,针对中国当前飞控仿真与平行系统的通用化和标准化不足的情况,提出了一种可组装的飞控仿真与平行系统的定义和系统架构,阐述了仿真与验证、决策与支持两个部... 总结并分析了目前国内外航天器飞行控制仿真与平行技术的发展现状和任务需求,针对中国当前飞控仿真与平行系统的通用化和标准化不足的情况,提出了一种可组装的飞控仿真与平行系统的定义和系统架构,阐述了仿真与验证、决策与支持两个部分的设计方案,并通过嫦娥五号的飞控工作进行了检验,验证了系统的有效性。最后展望了未来航天器飞行控制仿真与平行技术的发展方向。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 航天器飞行控制 地面仿真 平行系统 决策与支持

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采用视觉伺服的月球样品容器夹持控制方法 被引量：4

11

作者 金晟毅 姚猛 +3 位作者 邓湘金 郑燕红 赵志晖 王晓丹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期998-1003,共6页

嫦娥五号探测器月面采样封装任务需利用采样机械臂及其末端执行机构夹持样品容器,为克服非结构化月面环境对机械臂控制造成的不可知影响,确保精确夹持样品容器,提出并设计了一种视觉伺服样品容器夹持的控制方法和系统。系统通过固定安... 嫦娥五号探测器月面采样封装任务需利用采样机械臂及其末端执行机构夹持样品容器,为克服非结构化月面环境对机械臂控制造成的不可知影响,确保精确夹持样品容器,提出并设计了一种视觉伺服样品容器夹持的控制方法和系统。系统通过固定安装相机和“眼在手”相机协同获取机械臂末端执行机构以及样品容器特征,采用扩展卡尔曼滤波算法对机械臂末端执行机构位姿的控制参数进行估计,消除控制位姿的轨迹抖动,实现了对样品容器的精确夹持。最后,通过分析在轨月球样品容器被夹持过程的数据和图像,验证了该视觉伺服控制方法和系统设计正确有效。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 视觉伺服 夹持控制 扩展卡尔曼滤波 采样封装 月球样品容器

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月地高速再入返回器弹道重建与气动力参数辨识 被引量：3

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作者 李齐 魏昊功 +3 位作者 张正峰 陈春亮 彭兢 杨孟飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1043-1050,共8页

对嫦娥五号返回器再入飞行数据进行了弹道重建与气动力参数辨识。采用输出误差法辨识传感器误差及状态量初值,完成弹道重建。对重建弹道进行风修正,并获得修正后的攻角和侧滑角。基于修正后的弹道数据,采用线性回归法完成气动力参数辨... 对嫦娥五号返回器再入飞行数据进行了弹道重建与气动力参数辨识。采用输出误差法辨识传感器误差及状态量初值,完成弹道重建。对重建弹道进行风修正,并获得修正后的攻角和侧滑角。基于修正后的弹道数据,采用线性回归法完成气动力参数辨识。与外测数据对比分析可知,弹道重建结果精度较高。与地面设计数据对比分析可知,气动力数据辨识结果与设计值偏差在合理范围内,从而验证了地面设计数据的可信度。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 返回再入 再入弹道重建 气动参数辨识

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月面无人自主采样返回任务动力下降点确定及验证

13

作者 赵洋 盛瑞卿 +4 位作者 陈春亮 张晓文 邹乐洋 高珊 黄昊 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期103-113,共11页

动力下降点确定是实施月面软着陆的重要环节,是多系统间复杂迭代的过程,涉及轨道设计、制导律设计、着陆目标的采样区确定、着陆及起飞安全分析。其设计结果直接影响了最终着陆点的位置和着陆过程的着陆安全,也间接影响采样安全和采样... 动力下降点确定是实施月面软着陆的重要环节,是多系统间复杂迭代的过程,涉及轨道设计、制导律设计、着陆目标的采样区确定、着陆及起飞安全分析。其设计结果直接影响了最终着陆点的位置和着陆过程的着陆安全,也间接影响采样安全和采样工程目标的实现结果。针对嫦娥五号在实施月面软着陆前确定动力下降点的任务需求,提出了通过多次轨道控制与最优标称制导轨迹搜索联合控制策略的动力下降点确定方法。首先,根据月面无人自主采样返回任务设计总结了动力下降点确定原理和约束条件;然后,详细论述了月面无人自主采样返回任务软着陆过程动力下降点确定方法;最后,通过嫦娥五号在着陆前主要的几次轨控实施结果分析了其对动力下降点的影响,同时综合了着陆区地形分析及着陆、起飞安全性分析,对动力下降点进行确定并根据最终在轨飞行结果进行验证。验证结果表明,基于“逐次逼近寻优方法”的月面软着陆环节动力下降点的确定方法有效,可以为后续地外天体软着陆等任务提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 月面无人采样返回 目标寻优 着陆安全 动力下降点确定

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航天器软件质量度量模型研究与应用 被引量：3

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作者 贺晓洋 金晟毅 +3 位作者 张杨 曹瑞强 苏若曦 彭兢 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期133-138,共6页

针对当前缺少通用的航天器软件产品质量度量方法、现有的方法难以表征和量化度量软件产品研制全过程的质量结果、难以根据质量度量结果开展针对性质量提升的问题,提出了一套通用的航天器软件产品研制过程质量度量模型。此模型对软件研... 针对当前缺少通用的航天器软件产品质量度量方法、现有的方法难以表征和量化度量软件产品研制全过程的质量结果、难以根据质量度量结果开展针对性质量提升的问题,提出了一套通用的航天器软件产品研制过程质量度量模型。此模型对软件研制过程质量要素9项要求和28条子要求进行了质量定义,设置了质量度量评分标准,基于评分结果可对软件产品开展针对性的质量提升工作。该模型首次应用于嫦娥五号探测器软件产品研制,有效地支撑了嫦娥五号任务的圆满成功,对于航天器型号软件产品研制过程具有参考价值和借鉴意义。 展开更多

关键词 航天器 软件 度量模型 质量提升 嫦娥五号探测器

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月球轨道器模块化综合电子设计与实现 被引量：3

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作者 陈建岳 侯超 +5 位作者 刘鲁江 施飞舟 涂志均 王立胜 盖建宁 韩潇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1036-1042,共7页

以嫦娥五号轨道器为背景,介绍了可重构模块化综合电子方案的设计。从综合电子功能需求分析入手、结合轨道器构型,搭建了综合电子系统体系架构。运用模块化的思路,规划了轨道器综合电子的基本功能模块类型,介绍了内总线的通用化设计,给... 以嫦娥五号轨道器为背景,介绍了可重构模块化综合电子方案的设计。从综合电子功能需求分析入手、结合轨道器构型,搭建了综合电子系统体系架构。运用模块化的思路,规划了轨道器综合电子的基本功能模块类型,介绍了内总线的通用化设计,给出了单机的具体配置,并在此基础上进行了综合电子信息流设计。在计算机技术方面,重点介绍了既可以工作于热备份模式,又可以工作于冷备份模式的可重构设计。 展开更多

关键词 嫦娥五号探测器 轨道器 模块化综合电子

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