摘要：针对中国首次自主火星探测任务“天问一号”(Tianwen-1)的火星捕获制动期间点火姿态设计最优化问题,提出了整器约束条件下的分析思路和解决方法。首先建立捕获阶段的轨道动力学模型,根据捕获前轨道和捕获后的目标轨道以燃料消耗最少为优化目标,使用牛顿迭代法寻优解出轨道平面内最佳的推力方向和点火时刻,得到推力矢量。再结合探测器的光照、测控约束条件,确定了绕推力方向的偏转范围。最后参考星敏感器布局,对全过程不同偏转角度下星敏受天体遮挡情况进行分析,计算出星敏可用台数以及可用时长,按照可用时长最优的原则确定出最优的点火姿态。在轨实际制动捕获结果表明,轨控后半长轴偏差小于947.122 km(半长轴变化量102346.152 km),偏心率偏差小于0.0021,同时全程满足整器测控、光照的需求,捕获全过程中保持任意时刻至少有2台星敏可用,根据遥测结果对比星敏的可用时段仿真误差小于0.225 h。

摘要：结合我国现有异体同构周边式对接机构的研究基础,对大通过范围通用停靠机构开展研究。首先,从空间站的基本任务需求出发,对国内外现有常用对接/停靠机构功能及适用范围进行了详细对比总结;其次,对雄/雌式停靠机构进行了详细设计,重点对导向组件、捕获锁组件等机构进行设计及原理分析;然后,建立了停靠机构接触过程数学模型,重点对停靠机构接触过程作用点的确定开展了研究,同时对停靠机构进行了多工况虚拟样机仿真分析;最后,对该停靠机构进行了模态分析,分析了停靠机构的固有频率和振型。通过上述分析验证了所设计机构模型的准确性,寻找了机构设计的薄弱点,并给出了解决方案,所研究成果为我国发展空间站停靠机构提供技术参考。

摘要：增加自准直仪物镜焦距可提高仪器精度,但仪器长度也会随之增加。为实现激光自准直仪小型化,本文利用摄远物镜的实际长度小于焦距的结构特点,设计了焦距为450mm的激光自准直仪摄远物镜,像差分析表明系统传函接近衍射极限,点列图中光斑远小于艾里斑;光机结构设计后,系统包括激光光源在内的轴向尺寸仅为295mm,在满足激光自准直仪光学系统像质要求的条件下,有效减小了仪器系体积。

摘要：设计了一种采用波长为650 n m 的单色红光为光源,焦距为450 mm,D /f′= l ： 9. 375,视场角2w = 0. 6°的摄远物镜,主要应用在自准直仪上,利用其筒长小于系统焦距的特点,可以使仪器的体积更加小巧,方便携带.摄远结构可校正系统的球差、彗差、色差、象散和场曲.采用波长为650 n m 的红光光源,所以不用考虑色差的因素.摄远结构筒长L 与系统焦距f′ 之比控制在2/3.3/4之间,摄远比达到了 0. 54.M T F 曲线也达到了衍射极限,可有效提高检测精度,仪器的测量范围在1. 5 m 之内.最后推导出了通过修调正负镜组之间的间隔来对仪器的示值误差进行补偿公式.