近地卫星星历的高精度星载算法研究 被引量：7

1

作者 张晓坤 刘迎春 +1 位作者 杨新 林宝军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2005年第4期41-44,共4页

随着星载计算机系统结构和性能的改善,利用星载计算机实现高精度的星历计算成为可能。本文针对近地轨道卫星提出了一种适合星上轨道预报的数值算法。通过采用简化的动力学模型和一种嵌套插值算法的积分器,有效提高了计算效率,降低了对... 随着星载计算机系统结构和性能的改善,利用星载计算机实现高精度的星历计算成为可能。本文针对近地轨道卫星提出了一种适合星上轨道预报的数值算法。通过采用简化的动力学模型和一种嵌套插值算法的积分器,有效提高了计算效率,降低了对星载计算系统的性能要求,从而实现高精度的卫星星历星载计算。该算法在星载计算机系统平台上进行仿真验证的结果表明,对于某飞行器可实现轨道预报1天优于1km的星历计算。 展开更多

关键词 近地卫星 星历 轨道预报 数值积分 星载算法

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重力梯度力矩作用下近地卫星自旋运动规律分析 被引量：3

2

作者 蔡立锋 张国云 +3 位作者 洪涛 李卫平 林海晨 孙振江 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期17-24,共8页

为研究近地卫星自旋运动规律,建立了近地卫星在受摄动影响的轨道上运行并受重力梯度力矩作用下的姿态运动模型,推导了自旋角速率满足一定条件下自旋运动的进动角、章动角、自旋角的解析解,对重力梯度作用下的自旋姿态运动规律进行了仿... 为研究近地卫星自旋运动规律,建立了近地卫星在受摄动影响的轨道上运行并受重力梯度力矩作用下的姿态运动模型,推导了自旋角速率满足一定条件下自旋运动的进动角、章动角、自旋角的解析解,对重力梯度作用下的自旋姿态运动规律进行了仿真分析,并用仿真计算结果验证了解析解的正确性。在轨道面缓慢进动情况下,当卫星绕最大主惯量轴自旋时,给出了自旋角速率取值范围表达式,在该取值范围内卫星自旋运动能够跟随轨道面一起进动,自旋轴以恒定的平均角速率进动,章动角在小范围内波动。建立的自旋姿态运动模型和分析结论可用于近地卫星姿态失控后的姿态确定和预测、在轨姿态设计及在轨备份等。 展开更多

关键词 近地卫星 重力梯度 受摄轨道 自旋姿态 姿态确定

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近地卫星的GPS自主定轨算法研究 被引量：13

3

作者 宋福香 左文辑 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期40-47,共8页

为了用ＧＰＳ实现近地卫星的高精度自主定轨，提出了采用序贯ＵＤ协方差分解滤波算法作为定轨算法．完整地给出了序贯ＵＤ分解算法的计算公式，详细地推导了系统的状态方程和观测方程，建立了由９维状态向量和８维观测向量组成的导航系... 为了用ＧＰＳ实现近地卫星的高精度自主定轨，提出了采用序贯ＵＤ协方差分解滤波算法作为定轨算法．完整地给出了序贯ＵＤ分解算法的计算公式，详细地推导了系统的状态方程和观测方程，建立了由９维状态向量和８维观测向量组成的导航系统模型．最后作了数字仿真试验，试验结果表明，文中的定轨算法既有较高的精度又便于星上计算机的实现． 展开更多

关键词 近地卫星 自主定轨 序贯UD 协方差分解算法

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近地卫星网络的一致随机超图数据传输模型 被引量：1

4

作者 于海征 边红 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期607-611,共5页

容忍延迟网络的架构提供了一种通信系统,更大程度地符合逐渐复杂的空间通信。针对近地卫星轨道网络,利用容忍延迟网络的bundle协议,数据块被封装成bundle包,在小卫星与地面基站之间进行传输。经过一段时间的传输和出错bundle包重传过程... 容忍延迟网络的架构提供了一种通信系统,更大程度地符合逐渐复杂的空间通信。针对近地卫星轨道网络,利用容忍延迟网络的bundle协议,数据块被封装成bundle包,在小卫星与地面基站之间进行传输。经过一段时间的传输和出错bundle包重传过程,利用随机超图构建了一致随机超图模型,建立bundle包传输的图结构,得出bundle包出错的概率和超图结构的关系,刻画了卫星与地面基站的消息传输过程。仿真实验证实了bundle出错概率和传输的图结构之间存在着紧密的关系。 展开更多

关键词 数据传输 容忍延迟网络 超图 近地卫星

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近地卫星利用GPS自主定轨的精度

5

作者 杨维廉 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1992年第2期14-20,共7页

讨论近地卫星利用GPS 全球定位系统进行自主定轨的精度问题,建立了定轨精度与等效三维定位精度之间的关系,然后利用这种关系来推算C/A 码用户所能获得的定轨及位置精度。分析结果表明,10m 量级的定轨精度是可以达到的。

关键词 GPS 精度 近地卫星

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近地卫星测控中的一种GPS时间同步方法 被引量：1

6

作者 李强 张波 +1 位作者 宋仁庭 岳路 《现代导航》 2017年第5期338-342,共5页

针对近地卫星测控中的星地时间同步问题,首先建立星地时差模型,在重点分析星地时差误差源的基础上,提出使用星载GPS接收机的时间信息对卫星时间进行同步,并建立GPS时间同步模型,从理论上对星地时差进行误差源的比较和分析,最后应用于近... 针对近地卫星测控中的星地时间同步问题,首先建立星地时差模型,在重点分析星地时差误差源的基础上,提出使用星载GPS接收机的时间信息对卫星时间进行同步,并建立GPS时间同步模型,从理论上对星地时差进行误差源的比较和分析,最后应用于近地卫星测控。结果表明,利用GPS的星地时间同步方法的误差源少,时间同步精度高,误差在±1ms以内,精度优于1ms,并施用于在轨卫星长期管理与测控。 展开更多

关键词 时间同步 GPS 测控 近地卫星 遥测

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基于统一操作的近地卫星业务测控工作模式 被引量：1

7

作者 吴斌 黄学祥 黄永宣 《中国航天》 北大核心 2003年第9期29-33,共5页

关键词 航天测控系统 工作模式 近地卫星业务 现状 “委托管理”模式

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近地卫星GPS接收机降级应用

8

作者 李强 李会锋 +1 位作者 高阳 王洪浩 《现代导航》 2018年第6期391-398,共8页

针对GPS接收机发生SEL事件后的温度升高问题,在卫星轨道漂移分析基础上,重点考察卫星应答机的AGC电压与载波锁定的温度敏感特性,并确定载波锁定的温度上限,进而提出GPS接收机的降级应用方案,关闭轨道电路板。结果表明,应答机载波锁定时... 针对GPS接收机发生SEL事件后的温度升高问题,在卫星轨道漂移分析基础上,重点考察卫星应答机的AGC电压与载波锁定的温度敏感特性,并确定载波锁定的温度上限,进而提出GPS接收机的降级应用方案,关闭轨道电路板。结果表明,应答机载波锁定时的AGC电压应在0.82V以下,对应卫星应答机温度不超过26.2°C;轨道电路板断电后,GPS接收机定位与守时功能正常,工作温度在20.5°C以下,发生SEL事件的概率降低;GPS接收机温度对于卫星应答机的影响明显减弱,应答机在原有上行约束下的载波锁定时长优于150s,满足上行遥控注入时限需求。降级应用方案已施行于大数量卫星集中监控与管理。 展开更多

关键词 近地卫星 GPS接收机 应答机 空间环境 SEL 降级应用

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近地轨道卫星星座设计时的轨道模型 被引量：5

9

作者 白鹤峰 任萱 郗晓宁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第2期1-4,共4页

首先给出考虑Ｊ２摄动项时近地轨道卫星的轨道模型、星下点计算方法和覆盖判断准则，在此基础上给出一种近地回归轨道的迭代设计方法。在区域间断覆盖星座设计时常常选用每天运行１２、１３、１４、１５圈的近地圆回归轨道，因而最后列... 首先给出考虑Ｊ２摄动项时近地轨道卫星的轨道模型、星下点计算方法和覆盖判断准则，在此基础上给出一种近地回归轨道的迭代设计方法。在区域间断覆盖星座设计时常常选用每天运行１２、１３、１４、１５圈的近地圆回归轨道，因而最后列出了这４种回归轨道的轨道高度和倾角。 展开更多

关键词 星座设计 人造卫星 近地轨道卫星 轨道模型

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测控中的近地轨道卫星SEL事件分析及操控

10

作者 李强 徐冰霖 +9 位作者 王大鹏 李会锋 朱俊 张宝辉 曹继宏 王星宇 张国云 祝彦 习斌 张闪 《航天器环境工程》 2019年第2期112-119,共8页

针对空间辐射环境影响下近地卫星某器件单粒子锁定(SEL)事件频发现象,在分析卫星轨道根数演变的基础上,详细讨论SEL事件时空分布特征。结果表明,SEL事件的星下点分布具有明显地域特征,其在南大西洋区域、南北两极区域、其他区域的比例... 针对空间辐射环境影响下近地卫星某器件单粒子锁定(SEL)事件频发现象,在分析卫星轨道根数演变的基础上,详细讨论SEL事件时空分布特征。结果表明,SEL事件的星下点分布具有明显地域特征,其在南大西洋区域、南北两极区域、其他区域的比例接近于3∶2∶1;器件SEL事件平均发生率略高于0.134 d^(-1),太阳活动较强时的发生率不足0.103 d-1,而太阳活动较弱时则接近0.165 d^(-1);近日点附近时的发生率达到0.200 d^(-1),远日点附近时约为0.072 d^(-1)。在测控中,针对SEL事件进行遥控作业自动识别与处理,操控时长平均为130 s。 展开更多

关键词 空间辐射环境 近地轨道卫星 单粒子锁定 测控

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一种基于Madgwick-EKF融合算法的卫星姿态测量方法

11

作者 史炯锴 张松勇 +1 位作者 渐开旺 高迪驹 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第2期95-103,120,共10页

针对低地球轨道卫星姿态测量时,传感器易受噪声干扰、陀螺仪漂移等问题,提出一种基于Madgwick扩展卡尔曼滤波合算法(EKF)的卫星姿态测量方法。该方法采用陀螺仪、加速度计、磁强计等多传感器数据进行融合,并结合Madgwick算法和EKF算法... 针对低地球轨道卫星姿态测量时,传感器易受噪声干扰、陀螺仪漂移等问题,提出一种基于Madgwick扩展卡尔曼滤波合算法(EKF)的卫星姿态测量方法。该方法采用陀螺仪、加速度计、磁强计等多传感器数据进行融合,并结合Madgwick算法和EKF算法的优点,实现姿态测量。首先,通过Madgwick算法,利用多个传感器测量数据计算初始姿态。然后,基于初始姿态和实际测量数据,应用EKF算法进行数据融合和噪声滤除,以获得最终准确的姿态估计。实验结果表明:相较Madgwick算法,本算法在测量精度上提升了65.8%,且具有较高的鲁棒性,为低地球轨道卫星姿态测量提供了一种有效的方案。 展开更多

关键词 姿态测量 姿态传感器 Madgwick算法 扩展卡尔曼滤波 近地轨道卫星

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近地轨道卫星的姿态与角动量的磁控优化

12

作者 J.Bals 陈超 《控制工程（北京）》 1997年第3期44-51,10,共9页

本文讨论了三轴稳定偏置动量卫星的控制系统设计。该卫星装有一个俯仰动量轮,两个磁线圈和一个两轴红外地球敏感器,两个磁线圈用于滚动/偏航姿态控制及飞轮的动量控制。由于星体的时变特性,使用常规设计方法不但困难而且费时间。但是,... 本文讨论了三轴稳定偏置动量卫星的控制系统设计。该卫星装有一个俯仰动量轮,两个磁线圈和一个两轴红外地球敏感器,两个磁线圈用于滚动/偏航姿态控制及飞轮的动量控制。由于星体的时变特性,使用常规设计方法不但困难而且费时间。但是,多目标参数综合法使用相关优化软件包ANDECS_MOPS较大程度地缩短了开发周期,从而减少了重复性费用。本文提出一种迭代设计方法,其中每一次迭代由两个步骤组成。第一步,通过使适当的准则最小来提高控制器的性能和鲁棒性。第二步,对于最关键的设计指标如滚动/偏航姿态精度使用最坏情况鲁棒性分析。该步骤是通过在最坏工作情况下使不确定参数域中相应的指标最大来实现的。如果所得到的鲁棒性不符合要求,则这种最坏情况将作为附加的性能准则添加到下一次迭代中。 展开更多

关键词 角动量 磁控优化 近地轨道卫星 姿态控制系统

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卫星姿态确定与三轴磁强计校正 被引量：17

13

作者 黄琳 荆武兴 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期854-859,共6页

讨论了三轴磁强计观测存在系统误差情况下的地磁姿态确定问题并提出几个可行算法。首先,通过将三轴磁强计系统误差参数扩展到四元数和陀螺常漂组成的原状态量中,提出一个姿态确定扩维UKF滤波器,接着利用姿态确定与参数辨识双重滤波器思... 讨论了三轴磁强计观测存在系统误差情况下的地磁姿态确定问题并提出几个可行算法。首先,通过将三轴磁强计系统误差参数扩展到四元数和陀螺常漂组成的原状态量中,提出一个姿态确定扩维UKF滤波器,接着利用姿态确定与参数辨识双重滤波器思想提出2个与姿态信息有关/无关的姿态确定双重UKF滤波器。最后,利用计算机仿真分析了扩维状态系统的可观性并检验了新滤波器的有效性与可行性。 展开更多

关键词 地磁姿态确定 三轴磁强计 计算机仿真 近地卫星

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全球第一个商用近地轨道移动通信卫星系统的测控方案

14

作者 Patrick G.Yarbrough 潘科炎 《控制工程（北京）》 2002年第4期43-51,共9页

ORBCOMM公司在1994年10月获得了美国联邦通信委员会授与的建造和测控近地轨道移动通信卫星系统的许可证。ORBCOMM星座用来为全球用户提供接近连续覆盖的双向数据和信息通信业务。在开发ORBCOMM系统时,对系统所有的费用以及经常性成本均... ORBCOMM公司在1994年10月获得了美国联邦通信委员会授与的建造和测控近地轨道移动通信卫星系统的许可证。ORBCOMM星座用来为全球用户提供接近连续覆盖的双向数据和信息通信业务。在开发ORBCOMM系统时,对系统所有的费用以及经常性成本均进行了评审,以便使系统具有竞争能力。特别是,在网络和卫星测控等领域,经常性成本占系统总成本的比例很大,因此打算使大量的标准测控程序自动化,以降低系统维护所需的控制器数目。ORBCOMM公司集中精力研究星座的测控方案并付之技术实现,以便降低与星座测控有关的成本。根据研制飞行模型1和2取得的经验,测控中心的测控策略是降低测控人员的操作负担,并减少所需的测控人员数目。为了进一步降低研制成本和经常性成本,ORBCOMM控制中心将最大限度发挥计算机和工作站的功能,并充分利用现有的软件包。本文讨论ORBCOMM用来实现其地面网和天基星座控制的测控方案。ORBCOMM星座的第一个轨道面卫星于1997年初用轨道科学公司(OSC)的飞马座火箭发射入轨。为了满足计划中的用途,采用26～36颗卫星组成的一个通信星座。下面先简要概述ORBCOMM系统,然后介绍卫星的入轨部署、轨道面内卫星的间隔保持、遥测数据的处理、遥控指令的验证和性能、轨道确定、系统和数据分析、网络运行概貌以及ORBCOMM系统拟采用的一般测控策略。 展开更多

关键词 商用近地轨道移动通信卫星系统 姿态控制 测控

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一种基于磁强计的卫星自主导航方法研究 被引量：8

15

作者 荣思远 崔乃刚 《上海航天》 北大核心 2006年第3期16-18,60,共4页

以地磁场强度矢量的模为观测量,将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于近地卫星的磁测自主导航。给出了包括采样点生成、时间更新和量测更新的滤波模型,以及卫星瞬时轨道根数的计算公式。仿真结果表明,UKF滤波方法优于扩展卡尔曼滤波(EKF),精... 以地磁场强度矢量的模为观测量,将Unscented卡尔曼滤波(UKF)用于近地卫星的磁测自主导航。给出了包括采样点生成、时间更新和量测更新的滤波模型,以及卫星瞬时轨道根数的计算公式。仿真结果表明,UKF滤波方法优于扩展卡尔曼滤波(EKF),精度更高。 展开更多

关键词 近地卫星 自主导航 地磁导航 UKF滤波 滤波模型 瞬时轨道根数 滤波精度

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一种高精度的卫星星历模型 被引量：5

16

作者 杨维廉 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期148-153,共6页

针对近圆的近地卫星轨道提供了一种高精度的计算卫星星历的数学模型，该模型利用１０个固定参数来拟合轨道的长期和长周期变化部分，短周期变化部分利用已有的理论结果．充分利用近圆轨道的特点将田谐项引起的短周期变化部分进行同频合... 针对近圆的近地卫星轨道提供了一种高精度的计算卫星星历的数学模型，该模型利用１０个固定参数来拟合轨道的长期和长周期变化部分，短周期变化部分利用已有的理论结果．充分利用近圆轨道的特点将田谐项引起的短周期变化部分进行同频合并后，最终的分析表达式相当简单．该模型还有相当大的灵活性，可以根据不同的精度要求进行相应的选择，其最大误差可控制在５０ｍ以下． 展开更多

关键词 近地卫星 卫星轨道 轨道计算 星历模型

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Ka频段35.5-36 GHz低轨SAR卫星对地面雷达的干扰特性分析

17

作者 顾舜杰 林磊 刘珊杉 《数字通信世界》 2024年第7期94-97,100,共5页

针对使用Ka频段的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的近地轨道(LEO)卫星对我国地面雷达系统的潜在干扰问题开展研究,在梳理国际电信联盟技术建议书和《无线电规则》的基础上,通过理论分析和干扰仿真等手段,对特定搭载SAR载... 针对使用Ka频段的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的近地轨道(LEO)卫星对我国地面雷达系统的潜在干扰问题开展研究,在梳理国际电信联盟技术建议书和《无线电规则》的基础上,通过理论分析和干扰仿真等手段,对特定搭载SAR载荷的低轨卫星在完整周期内对地面气象雷达的干扰问题进行分析计算。研究结果表明,在SAR卫星与地面气象雷达有重叠部分的频段,考虑雷达部署特性和卫星轨道特性,卫星对地面气象雷达不会产生严重干扰。分析过程和结果对类似场景的星地频率兼容分析提供参考,对Ka频段雷达和SAR的工程预研和应用具有指导意义。 展开更多

关键词 KA频段 近地轨道卫星 SAR 地面气象雷达 干扰分析

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关于卫星运动的交点周期 被引量：7

18

作者 杨维廉 《航天器工程》 1997年第3期34-38,共5页

卫星运动的交点周期是近地卫星特别是对地观测卫星轨道的一个重要而基本的参数,国内有些出版物中关于这个参数的表达式是有问题的,在轨道设计中也常常由于采用了不正确的表达式而使结果产生差误。本文简要阐述了这个概念,并给出了它的... 卫星运动的交点周期是近地卫星特别是对地观测卫星轨道的一个重要而基本的参数,国内有些出版物中关于这个参数的表达式是有问题的,在轨道设计中也常常由于采用了不正确的表达式而使结果产生差误。本文简要阐述了这个概念,并给出了它的正确的表达式。 展开更多

关键词 近地卫星 卫星轨道 轨道摄动 卫星周期

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LEO卫星电源系统拓扑研究 被引量：6

19

作者 陈琦 赵长江 马亮 《航天器工程》 2012年第6期60-66,共7页

基于30个近地轨道(LEO)卫星任务及其电源系统应用情况,在系统层面上对5种电源系统拓扑进行了分析比较,包括配置方式、控制原理、效率及器件等。针对功率调节性能和器件组成规模,选择配有最大功率点跟踪(MPPT)的升-降压调节器(B2R)作为... 基于30个近地轨道(LEO)卫星任务及其电源系统应用情况,在系统层面上对5种电源系统拓扑进行了分析比较,包括配置方式、控制原理、效率及器件等。针对功率调节性能和器件组成规模,选择配有最大功率点跟踪(MPPT)的升-降压调节器(B2R)作为多适用的电源系统拓扑。此系统适应LEO卫星需求,属于拓扑用途广泛的电源系统,可通过合理配置热备份的功率调节模块来实现功率组合及可靠性设计,具有较高的兼容性,能够满足中国LEO卫星任务需求。 展开更多

关键词 近地轨道卫星 电源系统 拓扑 模块化

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中继卫星支持海量航天器在轨测控技术 被引量：17

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作者 单长胜 李于衡 孙海忠 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期89-96,共8页

目前中低轨的卫星在轨测控主要基于地面测控设备,当管理的在轨卫星数量持续增加时,需要不断地建设新的测控站或增加测控设备,同时由于地球遮挡限制,一个地面测控站的测控范围只占一颗卫星运行弧段的很小部分,集中在国内建设的地面测控... 目前中低轨的卫星在轨测控主要基于地面测控设备,当管理的在轨卫星数量持续增加时,需要不断地建设新的测控站或增加测控设备,同时由于地球遮挡限制,一个地面测控站的测控范围只占一颗卫星运行弧段的很小部分,集中在国内建设的地面测控站无法解决轨道全弧段覆盖难题。地球静止中继卫星系统的高覆盖特性和多址服务能力为近地卫星在轨测控提供了空间和频域的多重复用能力,文章从中继链路性能、多目标服务项目、多目标服务能力、覆盖特性等方面进行了详细分析,结果表明在现有的管理模式下,3颗具有多址能力的中继卫星就能管理中国目前在轨的和今后一段时间发射的所有近地卫星,这将显著降低在轨卫星对地面测控设备的需求。同时,中继多址测控服务模式可以克服现有在轨卫星管理时间域集中和应急能力差的缺陷,为卫星用户提供更多的服务手段,满足不同在轨卫星管理和使用要求,大幅提升在轨卫星的安全性和使用效率。 展开更多

关键词 中继卫星 SMA多址技术 近地卫星 卫星在轨测控 前向链路 返向链路

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