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望远镜指向抖动与波前畸变耦合的仿真分析(特邀)
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作者 王鹏 张洪霄 +1 位作者 林旭东 李明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期50-57,共8页
现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标... 现有的模型中耦合噪声的提取方法精度不足,提出采用精度更高且速度较快的差分进化算法提取耦合噪声。基于该方法并结合蒙特卡洛仿真给出了满足噪声指标1 pm/Hz^(1/2)和10 pm/Hz^(1/2)@0.1 mHz~1 Hz时的望远镜出瞳波前质量与指向抖动指标,为后期望远镜的制造与指向操控系统提供了理论基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间激光干涉 望远镜 波前畸变 指向抖动
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太极二号干涉仪系统噪声与指标分解
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作者 刘河山 王娟 +5 位作者 高瑞弘 齐克奇 王少鑫 李磐 高雪荣 罗子人 《空间科学学报》 北大核心 2025年第4期1047-1057,共11页
空间引力波探测太极计划是中国科学院发起的mHz频段引力波探测任务,由围绕太阳旋转的三颗卫星组成等边三角形,星间距3×10^(6)km,通过激光差分干涉方法实现卫星间pm级位移波动测量.作为太极计划“三步走”战略的承上启下的关键环节... 空间引力波探测太极计划是中国科学院发起的mHz频段引力波探测任务,由围绕太阳旋转的三颗卫星组成等边三角形,星间距3×10^(6)km,通过激光差分干涉方法实现卫星间pm级位移波动测量.作为太极计划“三步走”战略的承上启下的关键环节,太极二号将全面验证太极计划的各项关键技术.太极二号卫星构型与太极三号相同,激光干涉系统作为核心测量手段,需达到30 pm·Hz^(-1/2)的噪声水平.本文从顶层指标出发,逐步分解各子系统噪声指标及关键参数,包括激光器、干涉仪光学平台、相位计、望远镜、呼吸角补偿机构等.研究结果可为太极二号后续工程任务的指标划分奠定理论基础. 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光干涉系统 噪声分解 干涉仪光学平台
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面向多频段激光强度噪声抑制的低噪声光电探测技术研究
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作者 张震 郭长磊 《光子学报》 北大核心 2025年第2期98-111,共14页
立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓... 立足于空间引力波探测对NPRO激光器多频段强度噪声的抑制需求,设计完成一款可用于实现NPRO激光器毫赫兹频段强度噪声和中频段弛豫振荡峰同时探测的低噪声光电探测器。该光电探测器采用零漂移运算放大器与高速运算放大器相结合的电路拓扑结构实现毫赫兹频段内低探测噪声的同时具备15 MHz的探测带宽。该光电探测器的噪声在0.1 m Hz~1Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-7)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于2×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实测结果显示在0.1 m Hz~1 Hz频段内的绝对噪声水平低于1×10^(-6)V/Hz^(1/2),在100 k Hz~1 MHz内绝对噪声水平低于5×10^(-8)V/Hz^(1/2)。实际噪声水平可满足空间引力波项目对NPRO激光器毫赫兹频段内强度噪声和中频段弛豫振荡峰的探测需求,可用于相关噪声抑制实验研究。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光强度噪声 光电探测技术 主动噪声抑制 噪声分析
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空间引力波探测中超低附加相噪频综研究
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作者 王雷刚 云恩学 +8 位作者 罗鑫 杨腾辉 王弼松 孙思宇 李程运 刘军良 高瑞弘 赵峰 张首刚 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期661-671,共11页
基于激光干涉的空间引力波探测对毫赫兹频段内的时钟噪声抑制水平提出了极高要求,通常通过边带倍频时钟噪声传递和导频音等技术来抑制时钟噪声。针对时钟噪声抑制技术需要的超低附加相噪的电光调制器(EOM)调制微波(2.4 GHz)和导频音射... 基于激光干涉的空间引力波探测对毫赫兹频段内的时钟噪声抑制水平提出了极高要求,通常通过边带倍频时钟噪声传递和导频音等技术来抑制时钟噪声。针对时钟噪声抑制技术需要的超低附加相噪的电光调制器(EOM)调制微波(2.4 GHz)和导频音射频信号(75 MHz),本文设计、搭建并比较了两种微波合成链路。通过低相噪锁相介质振荡器(PDRO)、分频等技术,实现了超低附加相噪频综。经测量,75 MHz导频信号在0.1 mHz、1 mHz、10 mHz、100 mHz、1 Hz处相对应的残余相噪分别为1.06×10^(-3)rad√Hz,8.18×10^(-5)rad√Hz,7.63×10^(-6)rad√Hz,1.30×10^(-6)rad√Hz,1.53×10^(-7)rad√Hz。该导频信号是经2.4 GHz微波分频产生的,后者的残余相噪更低,因而在20 mHz~1 Hz频段内,两者的残余相噪都满足“太极计划”需要。后期经过降低功分、频分等器件的附加相位噪声、减小关键器件的温度敏感度及增加温度控制、导频校正等技术,还可进一步降低该频综的本底噪声,有望在0.1 mHz-1 Hz的整个频段内都满足“太极计划”需求。本文对于频综的研究结果为我国空间引力波探测需要的时频系统研制奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 太极计划 超低附加相位噪声 频率综合系统
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太极计划星间激光通信测距的伪随机码选取
5
作者 陈沛权 邓汝杰 +4 位作者 张艺斌 李磐 齐克奇 刘河山 罗子人 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期547-556,共10页
太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列... 太极计划拟通过扩频通信技术,在干涉链路的基础上,实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步,需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列与Weil序列的生成原理,并采用不同的硬件结构和方法生成相应的伪随机序列,采用GPS的C/A码作为Gold序列与Weil序列进行比较分析选取。在FPGA开发平台实现用于生成Gold序列和Weil序列的硬件电路,并分析不同硬件实现方法的优劣与资源消耗情况。然后,分别计算Gold序列与Weil序列的相关值及其均方根误差,比较Gold序列与Weil序列的伪随机噪声性能。最后,基于测距原理和激光干涉后的码间串扰现象,构建用于测距的误差函数,与理想的误差函数作对比,分析用不同伪随机码测距的优势和劣势。数据表明:Weil序列相关值的旁瓣值范围为-60.27 dB至-24.01 dB、自相关rms为0.303、互相关rms为0.307,指标均优于Gold序列,消耗的硬件资源为Gold序列的30%,误差函数的偏差值更小。Weil序列更适合于太极计划的星间通信测距需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 伪随机码 激光测距 扩频通信
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光读出高精度惯性传感器残余气体噪声仿真研究
6
作者 王芳 佘明超 +4 位作者 彭晓东 强丽娥 徐鹏 唐文林 张玉珠 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期612-621,共10页
高精度惯性传感器在航天、导航和精密测量等领域具有广泛的应用前景,对其噪声进行高精度评估具有重要意义。本文提出了一种基于Ray Tracing技术的残气噪声仿真方法。首先,基于真实的惯性传感器模型,模拟在轨条件下残余气体在惯性传感器... 高精度惯性传感器在航天、导航和精密测量等领域具有广泛的应用前景,对其噪声进行高精度评估具有重要意义。本文提出了一种基于Ray Tracing技术的残气噪声仿真方法。首先,基于真实的惯性传感器模型,模拟在轨条件下残余气体在惯性传感器电极笼中的运动,获得残气加速度噪声的统计特性;其次,探究了不同压强和温度对残余气体噪声的影响;最后,分析了敏感轴的残余气体噪声对非敏感轴的间隙大小的依赖关系。仿真结果表明:利用Ray Tracing技术能够模拟追踪残余气体与敏感结构相互作用过程,实现残气加速度噪声在10^(-15)量级的高精度仿真。温度和压强对残气加速度噪声水平具有显著影响,且电极笼与测试质量的间隙减小将导致惯性传感器残气噪声功率谱增大。 展开更多
关键词 空间引力波探测 惯性传感器 残余气体噪声 射线追踪
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空间引力波探测中星间伪码测距建模与仿真分析
7
作者 孙晨颖 姚未来 +1 位作者 梁新栋 贾建军 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第6期1826-1836,共11页
为满足空间引力波探测中时延干涉算法(TDI)对米级精度星间距数据的需求,基于激光链路建立星间绝对距离测量系统。该文以空间引力波探测太极计划为背景,通过分析空间引力波探测中星间测距的实现原理,设计了基于伪随机码(PRN)低深度相位... 为满足空间引力波探测中时延干涉算法(TDI)对米级精度星间距数据的需求,基于激光链路建立星间绝对距离测量系统。该文以空间引力波探测太极计划为背景,通过分析空间引力波探测中星间测距的实现原理,设计了基于伪随机码(PRN)低深度相位调制的星间测距模型,分析了测距精度的主要影响因素,并基于直接数字合成器(DDS)模拟外差干涉信号,进行了伪码测距系统的FPGA仿真验证。仿真结果表明,采用该模型可获得的理论测距精度可达厘米量级,达到了空间引力波探测的米级精度需求。该激光测距方案对卫星导航和天基引力波探测的工程应用具有参考价值。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星间测距 伪码测距
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激光频率波动对空间引力波探测激光干涉测量的影响分析 被引量:1
8
作者 刘宇 张玉珠 +4 位作者 彭晓东 赵梦园 杨震 唐文林 强丽娥 《空间科学学报》 北大核心 2025年第1期179-188,共10页
空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是... 空间引力波探测激光干涉测量系统噪声是决定探测任务成败的关键因素.激光频率噪声是最重要的噪声之一,有必要分析激光频率波动对测量结果的影响和各参数的变化对测量结果影响的百分比(重要程度).由于在地面难以模拟空间环境,仿真分析是理想的实验手段.基于空间引力波探测激光干涉测量仿真系统,分析了自由运行激光器激光频率波动对其中的科学干涉仪、参考干涉仪和TM干涉仪模型造成的测量误差,并运用直接求导法和Sobol法两种灵敏度分析方法对三种干涉仪模型输出的影响和重要程度进行灵敏度分析.结果表明自由运行激光器激光频率波动造成的干涉仪测量结果变化远大于皮米量级.在本文实验条件下,测量光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为100%,56%,54%,参考光频率波动对三种干涉仪输出的重要程度分别为0%,44%,46%. 展开更多
关键词 引力波探测 空间激光干涉 激光干涉仿真 激光频率噪声 灵敏度分析
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空间引力波探测“太极计划”星间姿态-光程耦合噪声迭代拟合与高精度抑制方法
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作者 叶磊巧 杜明辉 +1 位作者 徐鹏 高瑞弘 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期583-595,共13页
太极空间引力波探测任务采用激光干涉方法测量由引力波引起的皮米尺度距离变化。卫星和可移动光学组件(MOSA)的姿态抖动引起的星间姿态-光程耦合噪声(TTL),将显著降低对引力波信号的灵敏度。为此,需要在数据处理阶段拟合和扣除TTL噪声... 太极空间引力波探测任务采用激光干涉方法测量由引力波引起的皮米尺度距离变化。卫星和可移动光学组件(MOSA)的姿态抖动引起的星间姿态-光程耦合噪声(TTL),将显著降低对引力波信号的灵敏度。为此,需要在数据处理阶段拟合和扣除TTL噪声。本文针对卫星和MOSA的姿态抖动,提出了一种星间TTL噪声抑制算法。首先,对TTL噪声进行一阶线性近似建模,并引入时间延迟干涉(TDI)组合中,得到它在TDI输出中的表现形式;接着,通过比较TDI数据与TDI组合后的TTL噪声模型,建立似然函数;然后,通过极大似然法初步估计TTL耦合系数,从TDI数据中扣除初步拟合的TTL噪声,可估计出残余底噪的统计性质并重新代入似然函数,再次执行TTL耦合系数的极大似然估计;将上述步骤迭代10次,可获得精确的底噪模型;最后,通过马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法得到TTL系数的后验分布,完成TTL噪声的精确拟合,从而实现噪声的有效抑制。结果表明,80%以上的系数估计值都在3个标准差内,80%以上的系数估计与真值相差小于0.1 mm/rad。对于不同水平的TTL系数,抑制后的残余TTL噪声都比次级噪声低一个量级,具有一定鲁棒性,尤其适用于底噪模型未知的实际探测场景,满足空间引力波探测需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 姿态-光程耦合噪声 时间延迟干涉
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基于铌酸锂晶体的光束精密指向控制技术研究(特邀)
10
作者 赵卫岗 呼新荣 +2 位作者 葛锦蔓 刁文婷 冯野 《光子学报》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器... 系统对比分析现有光束指向控制技术,提出了一种基于铌酸锂晶体的高精度电光光束指向控制方法。采用光轴对称结构,有效降低了电光晶体系统的有效热光系数,显著提升了器件的环境适应性能。数值计算和物理仿真证明了光束偏转的可行性。器件完成封装后,利用Zygo干涉仪测得器件中心通光区域的透射波像差RMS为0.2λ(λ=632.8 nm),红外电荷耦合器件图像传感器角度测量法,测得系统在15 kV电压下的最大光束偏转角度为1.88 mrad。实验结果证明了该器件设计的有效性和可行性,为基于铌酸锂晶体的高精度光束偏转器件的研发奠定了基础,同时为星间激光干涉系统的半物理地面验证实验提供了关键技术储备。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光干涉测量 光束指向控制 电光晶体 半物理地面验证
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基于双层同步优化策略的星载单锁臂控制器设计方法
11
作者 苏士豪 马龙 +3 位作者 赵欣怡 邵勇斌 尹绪涛 辛明 《光子学报》 北大核心 2025年第2期85-97,共13页
针对单锁臂结构的控制器设计问题,提出了一种双层同步优化策略,在优化控制器结构的同时设计零极点取值。该方法引入延迟裕度作为后验条件,确保系统在航天器轨道周期内的稳定性,结合控制系统的绝对稳定性和相对稳定性约束,建立控制器结... 针对单锁臂结构的控制器设计问题,提出了一种双层同步优化策略,在优化控制器结构的同时设计零极点取值。该方法引入延迟裕度作为后验条件,确保系统在航天器轨道周期内的稳定性,结合控制系统的绝对稳定性和相对稳定性约束,建立控制器结构优化层和参数优化层之间的反馈循环,借助非线性优化算法同步优化控制器结构及参数,在仅需20 dB增益的情况下实现了较高的激光频率噪声抑制比。结果表明,所设计的控制器可使激光频率噪声在0.01 Hz~0.1 mHz频段被抑制5到6个数量级,在0.01 Hz~1 Hz频段被抑制2到3个数量级,满足引力波探测的噪声抑制需求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 激光频率噪声抑制 单锁臂控制 双层优化策略 延迟裕度
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μN级推力器设计与实验研究
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作者 王豪 穆建超 +3 位作者 丛麟骁 李英民 刘捷 乔从丰 《中国科学院大学学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期412-420,共9页
面向精确姿态控制和轨道调整的空间探测任务对航天器推进系统提出微推力、高精度、宽范围连续可调的要求。会切型霍尔推力器具有结构简单、推力范围大、推功比高和寿命长的特点,提出一种通道更窄,磁场更强的μN级会切型霍尔推力器。在... 面向精确姿态控制和轨道调整的空间探测任务对航天器推进系统提出微推力、高精度、宽范围连续可调的要求。会切型霍尔推力器具有结构简单、推力范围大、推功比高和寿命长的特点,提出一种通道更窄,磁场更强的μN级会切型霍尔推力器。在微流量条件下,较窄的通道增大了放电室内推进剂的密度,较强的磁场提高电子的约束效率,促进了电子与推进剂原子的碰撞电离过程,容易实现推进器稳定的推力输出。实验结果表明,选用推进剂Xe,工况为流量范围0.5~1.0 sccm,电压范围0~300 V,实现推力输出范围5.4~518.9μN,响应时间优于150 ms,推力噪声在0.05~1 Hz频段达到0.1μN/Hz^(1/2)。当推进剂Xe流量为0.5 sccm,电压为500 V时,推力输出达到50μN,比冲达到104 s。通过优化磁场设计等,μN级会切型霍尔推力器性能可以进一步提升,有望满足空间探测任务需要。 展开更多
关键词 空间电推进 霍尔推力器 微推进系统 推力测量 引力波探测
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多阶段偏差修正模型的检验质量磁场重建
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作者 刘野 侍行剑 +2 位作者 蔡志鸣 杨文哲 李华旺 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期596-611,共16页
为了精确评估空间引力波探测任务中检验质量所受到的磁场波动、磁场梯度波动噪声,本文提出了多阶段偏差修正模型MSBCM对检验质量处磁场进行精确重建。在集成学习方法的基础上,本文构建了标准全连接神经网络模块和残差全连接神经网络模... 为了精确评估空间引力波探测任务中检验质量所受到的磁场波动、磁场梯度波动噪声,本文提出了多阶段偏差修正模型MSBCM对检验质量处磁场进行精确重建。在集成学习方法的基础上,本文构建了标准全连接神经网络模块和残差全连接神经网络模块作为多阶段偏差修正模型的弱预测模型。每个弱预测模型都将对前序模型的预测偏差进行修正,最终构成强预测模型,实现对检验质量处磁场的精确重建。在对LISA Pathfinder、eLISA和太极二号空间引力波探测航天器的检验质量处的磁场重建实验中,与其他方法相比MSBCM方法在敏感轴方向的平均相对误差最小。模拟在轨实验中,MSBCM方法重建检验质量1敏感轴方向的磁场波动和磁场梯度波动加速度噪声的均方根误差分别为1.68×10^(-17)(m/s^(2)/Hz^(1/2))和4.00×10^(-17)(m/s^(2)/Hz^(1/2))。此外,MSBCM在重建检验质量2敏感轴方向的磁场波动和磁场梯度加速度噪声的均方根误差仅次于距离加权法,分别为1.72×10^(-16)(m/s^(2)/Hz^(1/2))和2.93×10^(-16)(m/s^(2)/Hz^(1/2)),充分验证了本文提出方法在评估在轨空间引力波探测检验质量处磁场的优势。 展开更多
关键词 空间引力波探测 磁场重建 集成学习 多阶段偏差修正
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空间引力波探测无拖曳卫星非光滑非线性控制
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作者 李秋明 曹广雨 +1 位作者 孟范伟 庞爱平 《载人航天》 北大核心 2025年第4期472-479,共8页
针对复杂空间环境中引力波探测无拖曳控制系统面临的非保守力的干扰及高精度控制要求,在位移模式下沿敏感轴方向建立了单质量块无拖曳卫星的动力学模型。为具有双积分特性的无拖曳系统设计了连续时不变非光滑非线性状态反馈控制律,且基... 针对复杂空间环境中引力波探测无拖曳控制系统面临的非保守力的干扰及高精度控制要求,在位移模式下沿敏感轴方向建立了单质量块无拖曳卫星的动力学模型。为具有双积分特性的无拖曳系统设计了连续时不变非光滑非线性状态反馈控制律,且基于Lyaponuv理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明:当采用类似于PD控制的非光滑非线性控制策略时,可以满足空间引力波探测任务提出的超低带宽要求,同时达到无拖曳卫星平台的相对位移和残余扰动加速度的高精度控制指标要求。 展开更多
关键词 空间引力波探测 无拖曳卫星 非光滑非线性控制 高精度控制
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基于双敏感轴分解的检验质量刚度辨识
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作者 汤宁标 杨中光 +4 位作者 蔡志鸣 方子若 刘野 胡海鹰 李华旺 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第3期631-640,共10页
检验质量刚度与位移耦合噪声作为残余加速度噪声的重要组成部分,极大影响空间引力波探测性能,需要辨识刚度以验证、优化控制效果,满足噪声抑制需求。针对非同轴检验质量布局,本文提出了一种基于双敏感轴分解的刚度辨识方法。首先,构建... 检验质量刚度与位移耦合噪声作为残余加速度噪声的重要组成部分,极大影响空间引力波探测性能,需要辨识刚度以验证、优化控制效果,满足噪声抑制需求。针对非同轴检验质量布局,本文提出了一种基于双敏感轴分解的刚度辨识方法。首先,构建检验质量与航天器间的相对动力学模型,并将模型参数沿双敏感轴分解从而剥离航天器加速度扰动和主要的角加速度扰动对在轨辨识的影响。其次,结合星内激光干涉仪、惯性传感器和相关控制环路,设计在轨辨识方案并提出采用递归最小二乘辨识刚度的方法。最后,开展数值仿真实验以验证方法性能。实验结果表明:本文提出的刚度辨识方法可有效辨识检验质量敏感轴刚度,在给定仿真条件下平均绝对误差小于5×10^(-9)s^(-2),均方根误差小于1.5×10^(-8)s^(-2),最大稳态误差小于2×10^(-9)s^(-2),可应用于后续引力波科学探测任务中。 展开更多
关键词 空间引力波探测 检验质量 刚度辨识 双敏感轴分解 递归最小二乘
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星载望远镜消光材料积分散射特性测试研究(英文) 被引量:3
16
作者 刘巍 李朝辉 +5 位作者 毛振 赵建科 朱辉 魏紫薇 刘勇 尹云飞 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-68,共10页
在散射理论的基础上,介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置,实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析,得到结论:消光材料的散射特性在不... 在散射理论的基础上,介绍了一种星载望远镜消光材料积分散射特性测试装置,实现对星载望远镜消光材料散射特性更为全面的测量。对积分散射理论、系统构造、系统性能进行了阐述。对系统进行建模仿真分析,得到结论:消光材料的散射特性在不同点位和入射角下存在明显差异,系统能够测量多种条件下消光材料的散射特性,并得到消光材料全面的散射特性分布。研究结果为根据消光材料特性进行针对性设计提供了更全面、更准确的散射特性分布,为杂散光的测量与抑制、高性能光学仪器的研制与装调以及计算光学等领域的研究提供了参考。为空间引力波探测星载望远镜系统的材料选型、特性研究、杂散光分析与抑制提供了基础。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星载望远镜 散射分布 高精度测量
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空间引力波星载望远镜测试与评估技术研究进展 被引量:1
17
作者 张兰强 曾意 +5 位作者 吴小虎 杨金生 阮晓莉 辛强 顾乃庭 饶长辉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期6-21,共16页
在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,... 在空间引力波探测任务中,星载望远镜承担太空超长干涉光路双向光束准直的重要作用。空间引力波探测对星载望远镜提出了pm级光程稳定性和低于10^(-10)级后向杂散光水平的极高要求。超高水平指标要求超过了当前测试技术的精度极限,因此,针对星载望远镜发展测试与评估技术并开展系统超高精度测试是空间引力波探测计划成功的重要前提。本文在概述国内外在研的空间引力波探测星载望远镜研制情况的基础上,重点围绕星载望远镜的核心技术指标——光程稳定性和后向杂散光,介绍了在研望远镜的测试技术发展现状和已经取得的部分测试成果,以及各研究单位进一步的测试计划,为我国的空间引力波探测的星载望远镜测试与评估技术发展提供参考。 展开更多
关键词 空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 光程稳定性 后向杂散光
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空间应用激光薄膜元件研究进展 被引量:1
18
作者 王志皓 王胭脂 +2 位作者 沈自才 贺洪波 邵建达 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期13-22,共10页
随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、... 随着空间激光技术的不断进步,空间激光系统逐渐向更短应用波长、更长使用寿命、更高应用轨道等方向发展,对薄膜元件提出了更高的性能要求。本文综述国内外主要空间激光器的发展方向,在空间激光系统研制过程中薄膜元件的真空、高低温、质子辐射、伽马射线辐射等空间环境损伤效应,以及使役条件(即空间与激光耦合作用)下薄膜的性能演化机理。介绍在高性能空间激光薄膜元件研制技术方面的新进展,结合空间引力波探测、深空探测等未来发展方向对空间激光薄膜元件提出了展望。 展开更多
关键词 空间激光 空间辐射 激光薄膜 引力波探测 深空
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超长空间激光传输数值模拟研究进展 被引量:1
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作者 华喆怿 徐兆锐 +4 位作者 彭韶婧 刘烨 刘崇 吴兰 刘东 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-32,共10页
文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更... 文章主要围绕空间引力波探测中超长空间链路传输部分进行介绍,概述了目前国内外星间传输仿真时采用的计算方法,以及指向抖动引起的相位噪声分析方法。相较于地基引力波探测,空间引力波探测可以有效降低噪声,增加干涉臂长度,从而实现更高精度、更低频率的探测。在长达数百万公里的传输距离,以及皮米量级数值模拟的精度要求下,需要考虑指向角变化引起的相位噪声。研究表明,在2.5×10~9 m的传输距离下,离焦和像散是影响指向抖动噪声的主要像差。通常情况下,相位驻点位置与原点位置存在一定偏离,需要对望远镜角度进行调整,才能使相位噪声最小化。在相位驻点位置进行引力波探测,可以有效降低相位噪声,并降低望远镜出瞳波前的质量要求。而大的离焦像差与小的彗差可以使相位驻点接近光轴,提高接收到的激光功率。 展开更多
关键词 空间引力波探测 空间链路传输 指向抖动噪声 相位驻点
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高倍率低波前畸变引力波探测望远镜的光学设计 被引量:2
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作者 梁荣 周晓军 +4 位作者 邹纯博 许黄蓉 李晨曦 于涛 鱼卫星 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期155-163,共9页
基于离轴四反的方案设计,从同轴反射系统的理论出发,结合高倍率,低波前畸变,以及高杂散光抑制比等特点对天琴望远镜的原理系统进行了优化设计。实现了在捕获±200μrad视场内系统百倍的压缩倍率,其入瞳直径300 mm,波前误差优于λ/8... 基于离轴四反的方案设计,从同轴反射系统的理论出发,结合高倍率,低波前畸变,以及高杂散光抑制比等特点对天琴望远镜的原理系统进行了优化设计。实现了在捕获±200μrad视场内系统百倍的压缩倍率,其入瞳直径300 mm,波前误差优于λ/80。提高三四镜之间光线转折角度进行杂散光抑制,在保证高质量波前的条件下,其三镜的偏角优化结果为5.5°,且三镜为平面镜的引入,降低了后期加工装调的难度。为了对原理系统的加工装调以及杂散光抑制能力进行验证,建立了该系统下0.5倍的缩比系统,实现了缩比系统的波前误差优于λ/175。经公差分析,原理系统有90%的累积概率其波前误差优于λ/40,满足引力波望远镜的指标要求。 展开更多
关键词 引力波望远镜 离轴四反 高倍率 杂散光抑制
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