探月雷达方法技术研究及嫦娥三号雷达数据解释
嫦娥三号ppt讲解
长征三号乙运载火箭
探月卫星
与“嫦娥一号”的探月轨道不 同,将来“嫦娥三号”卫星将 不再采取多次变轨的方式,而 是直接飞往月球。“嫦娥三号” 要携带探测器在月球着陆,实 现月面巡视、月夜生存等重大 突破,开展月表地形地貌与地 成分等探测活动。根据中国探 月工程三步走的规划。2013年 实现月球软着陆探测自动巡视 勘察。
月球车模型
载人登月
载人登月未正式立项
中国科学院院士欧阳自远明确表示 ,中国的探月工程共分为“无人月球 探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。欧阳自远透露说,我 国在2017年将有望实现月球采样与返回,对登陆地点附近区域的月球表面的 资料进行更加详细的积累和收集,从而完成无人探月工程中“绕、落、回” 的三个探测阶段,为下一步载人探月奠定基础 。 “嫦娥五号”将实现中国第一次月球采样返回。而全国人大代表、探月工 程副总设计师兼探月工程三期总设计师胡浩透露,备受关注的载人登月计划 仍未正式立项,但各方关于这一问题的看法已趋于一致 。
两器分离
嫦娥三号及玉兔号任务
名为“玉兔”号的月球车将以每小时200米的速度和每一“步”7米左右的节 奏巡视月ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,并与留在落月点的着陆器一起,开展月表形貌和地质构造、月 面物质成分和可利用资源、地球等离子体层等科学探测,大约任务时间为3个 月。
嫦娥三号卫星任务
着陆区全景照首公开
16日之后,嫦娥三号迎来月昼高温考验。月球车转入“午休”模式,为应对 高温,只保留部分分系统工作,移动等分系统则停止工作。而着陆器热控能 力强,月午状态仍能工作,地形地貌相机对嫦娥三号探测器着陆点进行了 360°环拍,获得了全景照片,其他有效载荷也都开展了相应的科学探测 。 据嫦娥三号任务探测器系统主任设计师刘恩海介绍,全景图片是用 60张照片 分三次拼接而成,分别为0°,往下倾斜15°和30°三个角度拍摄而成,而 选择这个角度正是因为可以由近到远清晰地看清楚。
《2024年嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》范文
《嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》篇一一、引言随着人类对太空探索的深入,月球探测任务逐渐成为航天领域的重要一环。
嫦娥三号作为我国探月工程的重要一环,其自主避障软着陆控制技术是确保任务成功的关键技术之一。
本文将详细探讨嫦娥三号在自主避障软着陆控制技术方面的应用及所取得的成果。
二、嫦娥三号任务背景及意义嫦娥三号是我国探月工程的重要一步,其任务目标是实现月球表面的软着陆,并开展相关科学实验。
在这一过程中,自主避障软着陆控制技术起到了至关重要的作用。
此技术的成功应用,不仅为我国探月工程积累了宝贵经验,同时也为后续的深空探测提供了重要的技术支撑。
三、自主避障软着陆控制技术的核心原理嫦娥三号的自主避障软着陆控制技术主要基于先进的导航系统和精确的飞行控制算法。
导航系统通过获取月球表面的地形数据,为飞行器提供实时的环境信息。
飞行控制算法则根据这些信息,实时计算并调整飞行器的轨迹,确保其在着陆过程中能够避开障碍物,实现精确的软着陆。
四、技术实现过程及关键环节1. 障碍物探测与地形建模:嫦娥三号搭载的高精度雷达和光学设备,能够实时探测月球表面的地形信息,并建立精确的地形模型。
这一环节为后续的避障和软着陆提供了重要的数据支持。
2. 飞行轨迹规划与调整:基于探测到的地形信息和飞行控制算法,嫦娥三号能够实时规划出最佳的飞行轨迹。
在飞行过程中,根据实际情况,不断调整轨迹,确保能够避开障碍物并实现软着陆。
3. 软着陆控制策略:在接近月球表面时,嫦娥三号需采用精确的软着陆控制策略。
这一策略包括减速、稳定、着陆等多个环节,确保飞行器在着陆过程中能够保持稳定,并实现精确的着陆点。
五、技术成果及应用价值嫦娥三号的自主避障软着陆控制技术取得了显著的成果。
首先,此技术成功实现了嫦娥三号在月球表面的软着陆,为我国探月工程积累了宝贵的经验。
其次,此技术的应用提高了探月任务的成功率,降低了任务风险。
最后,此技术为后续的深空探测提供了重要的技术支撑,推动了我国航天事业的发展。
嫦娥3号
中国探月工程规划为“绕、落、回”三期,其中嫦娥三号任务是中国探月工程二期“落”的主任务。
探月工程副总指挥牛红光1日介绍说,嫦娥三号任务是我国探月工程二期的关键之战,对我国深度探索宇宙、和平利用开发太空具有重要的战略意义。
因此探月工程领导小组组长、总指挥马兴瑞总结说,无论是从我国探月工程的角度,从中国航天整体发展情况看,还是从世界深空探测角度看,嫦娥三号任务都具有里程碑意义。
这种说法绝不是中国的自卖自夸。
据“德国之声”报道,德国航空航天中心的韦伯博士认为,人类月球探测器的历史上,最值得一提的有两次,都由苏联科学家完成。
一次是1971年10月4日结束的苏联第17次探月项目,探测器登月成功并在那里进行了11个月的工作。
其间,它在月球上行驶10.54公里,传输2万张照片以及全景图,并进行了500多次土壤测试。
另一次是1972年2月25日,探测器从月球返回地球,并带回159克月球土壤。
从那时起距今40多年过去了,人类对月球的知识仍然没有丰富,反而显得漏洞百出,因此,“(中国)对月球的新探索是对丰富人类知识做出的贡献。
嫦娥三号
绕月飞行、月球卫星和月面软着陆等5种 。纵观世界各国的月球探测史可以看 出,在月球表面成功实施软着陆是整个月球探测过程中最为重要的环节之一。 所谓“软着陆”是指探测器在落向月面的过程中采用制动发动机进行减速, 以使到达月面时的速度接近于零(一般为几米每秒)。 实施月面软着陆的意义有以 下两点: (1) 采用软着陆的探测方式,可以获得月球大量的信息,而且在深度和精度 上比卫星遥感要高得多,两者数据又可相互补充和验证。 (2) 成功在月面实施软着陆,才能够近距拍摄月球高分辨率照片、携带月球 车在月面不同地点进行探测和自动取样,以及未来载人登月,进而在月球上建立 永久性基地才会成为可能。
系。
因为快速调整段时间短, 且速度变化小, 可假设从近月点 15km 开始到 2400m 的主减速段和快速调整段为同一抛体运动, 根据已知资料得抛物线过程中卫星经 度基本不变,所以本文假设其经度不变,对其纬度变化进行求解。月球赤纬分为 南北各有九十度,且极区半径 r3=1735.843km,可得每一个纬度的竖直高度差为 19287m. 则整个过程当嫦娥三号在近月点受变推力时, 水平速度������ ������ 为 1.693km/s, 竖直速度������ ������ =0,到达 2400m 时水平速度������ ������ 为零,竖直速度������ ������ 为 57m/s。且假设变推 力的加速度为定值。由题意可知:
3、模型假设与符号说明 3.1模型假设 1环月探测器在轨运行过程中承受的主要摄动影响皆为“引力”,有月影存在的压 作用,相对地球卫星而言也较弱,日月引力摄动等影响因素均也忽略不计; 2在对卫星和空间飞行器进行轨道估计时, 认为作用于其上的所有外力都通质心; 3卫星和空间飞行器的运动是在真空中进行的; 4空间飞行器除自身推力外只受月球的重力影响; 5 卫星的观测图片及数据精准; 6 月球的质量是均匀的,可作为近似球体处理;
嫦娥三号
号探测器将首次获现月夜生 存。这将是我国探月‘三步走’战略中极为关 键的一步,她的表现值得我们期待。
中国的玉兔号月球车是无人驾驶月球车,质量约140kg,与 苏联的月球车相比是“小个子”。玉兔号搭载有测月雷达、 全景相机、红外成像光谱仪和粒子激发X射线谱仪等先进设备。
。 中国探月工程经过10
年的酝酿,最终确定 中国的探月工程分为
“绕”、“ 落”、
“回”3个阶段
嫦娥工程的一期工程——绕月飞行 第一步为“绕”,即发射中国第一 颗月球探测卫星,突破至地外天体 的飞行技术,实现首次绕月飞行。 嫦娥工程一期工程目标有5项: 研制和发射中国第一颗月球探测卫 星、初步掌握绕月探测基本技术、 首次开展月球科学探测、初步构建 月球探测航天工程系统、为月球探 测后续工程积累经验。 嫦娥工程一期工程科学目标有 4个:获取月球表面三维影像、分 析月球表面有用元素含量和物质类 型的分布特点、探测月壤特性、探 测地月空间环境。 目前一期工程的目标已经全部
嫦娥三号任务的具体特点
嫦娥三号任务的具体特点可总结为以下几方面: •选择与以往不同区域着陆; •月面软着陆就位探测与月球车巡视勘察二者同时 进行并有机结合,将获得比以前更有意义的探测成 果; •在国际上首次利 用测月雷达实测月 壤厚度(1~30米) 和月壳岩石结构 (1~3千米);
嫦娥三号的难题
各国登月情況
• 1969年7月20日, 美国宇航员奥尔德林 (如图)和阿姆斯特 朗(头盔中影像)乘 “阿波罗”11号飞船 首次登上月球。
“嫦娥奔月”是中
国家喻户晓的神话
故事。2004年,中
国正式开展月球探
测工程,并命名为 “嫦娥工程”。
嫦娥”这个 美丽的名字, 一直以来都 寄托着人们 对月亮的无 限向往,因 此“嫦娥奔 月”的神话 在民间流传 了几千年。 如今,登九 天揽月将不 再只是传说
《2024年嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》范文
《嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》篇一一、引言随着中国航天事业的飞速发展,嫦娥三号探测器作为我国探月工程的重要一环,其自主避障软着陆控制技术成为了国内外关注的焦点。
本文将详细介绍嫦娥三号探测器在自主避障软着陆控制技术方面的研究背景、意义及国内外研究现状,旨在为后续的科研工作提供参考。
二、嫦娥三号探测器背景及意义嫦娥三号探测器是我国探月工程二期的重要任务之一,其目标是在月球表面实现软着陆并进行科学探测。
在月球表面着陆过程中,由于月球表面地形复杂,存在大量陨石坑、山体等障碍物,因此如何实现自主避障成为了关键技术之一。
研究嫦娥三号自主避障软着陆控制技术,对于提高我国探月工程的成功率、推动我国航天事业的发展具有重要意义。
三、国内外研究现状目前,国内外对于自主避障软着陆控制技术的研究主要集中在以下几个方面:一是探测器与月球表面的环境感知技术,二是避障算法的研究与优化,三是着陆控制策略的制定与实施。
在环境感知技术方面,国内外学者主要通过雷达、激光、视觉等多种传感器进行探测器与月球表面的信息获取。
在避障算法方面,研究人员通过不断优化算法,提高探测器在复杂地形下的避障能力。
在着陆控制策略方面,研究人员制定了多种控制策略,以适应不同的着陆环境。
四、嫦娥三号自主避障软着陆控制技术嫦娥三号探测器采用了多种技术手段实现自主避障软着陆控制。
首先,探测器搭载了高精度的雷达和视觉传感器,实现了对月球表面环境的精准感知。
其次,探测器采用了先进的避障算法,能够在复杂地形下实现自主避障。
最后,探测器制定了多种着陆控制策略,根据不同的着陆环境选择最合适的策略。
在避障算法方面,嫦娥三号探测器采用了基于人工智能的算法,通过机器学习实现对月球表面环境的自适应识别和避障。
同时,探测器还采用了多种传感器融合技术,提高了信息获取的准确性和可靠性。
在着陆控制策略方面,嫦娥三号探测器制定了多种策略,包括基于模型预测控制的策略、基于滑模变结构的策略等。
嫦娥探月工程最新情报分析索引系统
嫦娥探月工程最新情报分析索引系统近年来,中国航天事业不断取得突破性进展。
嫦娥探月工程作为中国航天领域的一项重大创举,引起了全球的广泛关注。
为了更好地了解嫦娥探月工程的最新情报,并能够将这些情报进行有效的整理和分析,建立一个优秀的索引系统是至关重要的。
本文将对嫦娥探月工程的最新情报分析索引系统进行详细介绍和分析。
嫦娥探月工程是中国航天领域的一个重要项目,旨在实现中国人类登月梦想。
自2007年嫦娥一号成功发射以来,嫦娥探月工程已经取得了多项令人瞩目的成就。
为了更好地跟踪和分析这些成果,建立一个最新情报分析索引系统是必不可少的。
首先,嫦娥探月工程最新情报分析索引系统需要具备收集嫦娥探月工程相关信息的能力。
根据最新的报道,嫦娥探月工程包含了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号等多个阶段。
索引系统应该能够及时收集到这些不同阶段的工程进展、科学发现、技术突破等相关信息,确保最新情报的准确性和全面性。
其次,嫦娥探月工程最新情报分析索引系统需要具备数据的分类和整理能力。
面对庞大的嫦娥探月工程数据,索引系统应该能够将这些数据按照不同的维度进行分类整理,使其更易于查找和分析。
例如,可以按照任务阶段、科学目标、技术指标等进行分类,方便用户根据自己的需求获取相关信息。
第三,嫦娥探月工程最新情报分析索引系统需要具备数据可视化和分析的能力。
将庞大的数据整理成图表、图像等可视化形式,能够更好地表达嫦娥探月工程的科学成果和技术进展。
同时,索引系统还应该具备分析功能,能够通过数据分析,提取出嫦娥探月工程的发展趋势、技术瓶颈等有价值的信息,为相关人员提供参考和决策依据。
最后,嫦娥探月工程最新情报分析索引系统需要具备多渠道的信息获取能力。
不仅可以收集中国国内的相关信息,还能够获取国际上有关嫦娥探月工程的研究成果和评论,以加深对该工程的了解和分析。
因此,建立一个全面、多样化的信息获取渠道是索引系统的重要特征之一。
综上所述,嫦娥探月工程最新情报分析索引系统是非常重要的,能够满足用户对嫦娥探月工程最新情报的需求,帮助人们更好地了解和跟踪中国航天事业的发展。
“嫦娥三号”着陆缓冲机构的研究成果及其应用
“嫦娥三号”着陆缓冲机构的研究成果及其应用嫦娥三号是中国首次成功探测月球的探测器,其中一个重要的技术是其着陆缓冲机构。
着陆缓冲机构的研究成果不仅为嫦娥三号的成功着陆提供了重要技术支持,也为未来的探月计划以及其他太空探测任务提供了经验和借鉴。
嫦娥三号的着陆缓冲机构主要由三个部分组成:着陆减速器、悬架系统以及机器人探测器。
着陆减速器是一个由多层组成的结构,用于减速着陆时的冲击力。
它由阻尼器、非线性弹簧和柔性悬挂组成,通过复杂的动态分析和试验验证,以达到较佳的着陆减速效果和稳定性。
其次是悬架系统,它主要由减震器和类似于汽车悬架的机械构件组成。
在着陆后,减震器可在允许的范围内吸收着陆带来的冲击力,从而减轻机械结构的振动和冲击。
机器人探测器则可以快速、精确地探测月面,收集有助于科学研究的宝贵数据并传回地球。
关于着陆缓冲机构的研究成果,最先要提到的是其可靠性。
在嫦娥三号着陆的过程中,这个机构成功缓解了着陆时所产生的冲击力,为任务的成功提供了保障。
此外,这个机构的可靠性也为未来探月计划提供了重要的技术支持和经验积累。
此外,着陆机构的研究成果也为其他的太空探测任务提供了借鉴。
例如,日本的“隼鸟2号”探测器以及中国的“天问一号”等探测器的着陆缓冲机构都采用了类似的设计和技术,展现了嫦娥三号的创新性和领先地位。
总之,嫦娥三号着陆缓冲机构的研究成果是中国航天领域的重要里程碑,在未来探月任务中将发挥重要的作用。
这个机构的设计和技术不仅为探测行业带来了新的思路和经验,也扩大了中国航天工业的国际影响力和话语权。
我相信,在未来的探索中,中国的创新和实践将继续引领和推动探索太空的进程。
此外,嫦娥三号着陆缓冲机构研究的成功,离不开中国航天工业的技术实力和创新精神。
中国航天工业在探月任务中的不断发展,为中国赢得了国际声誉和领袖地位,也为国内航天技术的创新和推广提供了宝贵经验。
在未来,中国航天工业将继续研究航天技术,提高自身的实力和竞争优势,为探索太空和推动科学发展做出更加积极的贡献。
2024年度嫦娥三号、四号上的探月神器探地雷达
多频段、多极化探地雷达
未来探地雷达将向多频段、多极化方向发展,以提高对不同类型 月壤和岩石的探测能力。
智能化数据处理与解释
借助人工智能和大数据技术,实现探地雷达数据的自动化处理和解 释,提高数据处理效率和准确性。
与其他探测手段的融合
探地雷达将与光学、红外等其他探测手段相结合,形成多源信息融 合的综合探测体系,提高月球探测的整体效果。
2024/3/23
5
探月科学研究价值
01
月球地质学研究
通过探地雷达对月壤和月岩的探测,可以揭示月球内部的地质构造和岩
石圈层结构,为了解月球的形成和演化提供重要依据。
02
月球资源调查
月球上蕴藏着丰富的氦-3等资源,通过探地雷达的探测,可以评估月球
资源的分布和储量,为未来的月球资源开发打下基础。
2024/3/23
月球表面的极端低温和真空环境对电子设备的稳定性和可 靠性提出了极高要求。需要采用特殊材料和工艺,确保雷 达在极端环境下的正常工作。
能源供应问题
月球表面的太阳能资源有限,需要高效、可靠的能源供应 方案。可以通过优化能源管理系统、提高太阳能电池板的 效率等方式解决。
25
未来发展趋势预测
2024/3/23
8
电磁波传播原理
电磁波的产生
探地雷达通过发射天线向地下发 射高频电磁波,这些电磁波遇到 不同电性介质界面时会发生反射
、折射和散射。
电磁波的传播
电磁波在地下介质中传播,其传 播速度、幅度和相位等参数会受
到介质电性参数的影响。
电磁波的接收
接收天线接收反射回来的电磁波 ,经过信号处理和分析,可以得 到地下介质的结构和物性信息。
26
对未来月球探测任务的建议
嫦娥三号讲解课件PPT
2021/3/10
2
概况
嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车),也是月球24 号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期(落)的关键任务,起承上 启下的作用。
嫦娥嫦娥三号探测器将突破月球软着陆,月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与 遥控操作深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。
嫦娥三号已于2013年12月2日1时30分发射成功。
2021/3/10
4
发射火箭
“嫦娥三号”探月卫星将使用长征三 号乙增强型运载火箭发射。长征三 号乙增强型火箭在长征三号乙火箭 的基础上开展了六大专项技术攻关, 以确保“嫦娥三号”完美探月。
这六项技术包括:发射窗口由少变 多、“两只眼睛”提高入轨精度、 嫦娥三号“坐椅”量身打造、可靠 性再跃升、运载能力提高、“现场 直播”火箭飞行过程。
2021/3/10
两器分离
11
嫦娥三号及玉兔号任务
名为“玉兔”号的月球车将以每小时200米的速度和每一“步”7米左右的节 奏巡视月面,并与留在落月点的着陆器一起,开展月表形貌和地质构造、月 面物质成分和可利用资源、地球等离子体层等科学探测,大约任务时间为3个 月。
2021/3/10
嫦娥三号卫星任务
2021/3/10
长征三号乙运载火箭
5
探月卫星
与“嫦娥一号”的探月轨道不 同,将来“嫦娥三号”卫星将 不再采取多次变轨的方式,而 是直接飞往月球。“嫦娥三号” 要携带探测器在月球着陆,实 现月面巡视、月夜生存等重大 突破,开展月表地形地貌与地 成分等探测活动。根据中国探 月工程三步走的规划。2013年 实现月球软着陆探测自动巡视 勘察。
2021/3/10
嫦娥三号探测器
嫦娥三号探测器万权(高分子材料2班,01210322y05)[摘要] 嫦娥三号将是中国发射的第一个地外软着陆探测器和巡视器(月球车),也是月球24号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期(落)的关键任务,起承上启下的作用。
叶培建介绍,嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。
[关键词] 嫦娥三号探测器中国航天技术月球车着陆器[中图分类号] [文献标识码]:文章编号:1引言嫦娥三号卫星是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器,嫦娥三号由着陆器和巡视探测器(即“玉兔号”,月球车)组成,进行首次月球软着陆和自动巡视勘察,获取月球内部的物质成分并进行分析,将一期工程的“表面探测”引申至内部探测。
嫦娥三号其中着陆器定点守候,月球车在月球表面巡游90天,范围可达到5平方公里,并抓取月壤在车内进行分析,得到的数据将直接传回地球。
嫦娥三号探测器已于2013年12月2日凌晨1:30分在四川省西昌卫星发射中心发射。
“嫦娥三号”将携“玉兔号”月球车首次实现月球软着落和月面巡视勘察,并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。
2013年9月11日嫦娥三号乘飞机转运,于12日10时抵西昌卫星发射中心。
2013年11月26日月球车正式命名为玉兔号。
2013年12月6日傍晚17时53分,嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道2013年12月10日21时20分,嫦娥三号在环月轨道成功实施变轨控制,进入预定的月面着陆准备轨道。
2013年12月14日21时11分,嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。
2013年12月15日凌晨,嫦娥三号搭载的“玉兔”号月球探测器成功与嫦娥三号进行器件分离。
2 机械设计及其本质嫦娥三号由着陆器和“玉兔号”月球车组成,在月球表面软着陆后,联合开展着陆器的就位探测和月球车的巡视探测。
探测器发射质量约3.7吨,着陆器质量约1.2吨,月球车质量约120千克,可载重20千克,计划在2012年冬至2013年春之间使用长征三号乙火箭发射。
嫦娥三号自主避障软着陆控制技术
嫦娥三号自主避障软着陆控制技术一、概述《嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》一文旨在深度剖析中国嫦娥三号月球探测器在实现月面自主避障软着陆过程中所采用的一系列关键技术和创新策略。
作为中国探月工程二期的标志性任务,嫦娥三号的成功着陆不仅标志着中国成为世界上第三个实现月面软着陆的国家,更因其前所未有的自主避障能力,展现了我国在深空探测领域卓越的自主导航、控制与决策技术水平。
软着陆控制技术是确保嫦娥三号在月球复杂地形环境下安全降落的核心环节。
面对月球表面未知的岩石、陨石坑、陡坡等潜在威胁,嫦娥三号采用了先进的自主避障系统,该系统集成了高精度传感器、高速数据处理单元、智能规划算法以及精密执行机构,能够在实时飞行条件下自主识别潜在障碍,动态规划出安全的下降路径,并精准控制探测器的姿态和推进力,以确保在最后阶段实现厘米级的精确着陆。
文章首先回顾了嫦娥三号软着陆任务的整体架构与技术需求,阐述了软着陆过程中的各个关键阶段,包括主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段以及缓速段,详细解析了每个阶段的技术难点与应对策略。
特别强调的是,嫦娥三号在距离月面约100米高度时启动的精避障段,利用搭载的光学相机获取高分辨率图像,构建三维数字高程图,通过复杂的图像处理与地形分析算法,迅速识别出可能影响着陆安全的障碍物,并据此制定出最优的避障策略。
文章进一步深入探讨了嫦娥三号自主避障系统的组成与工作原理,揭示了其如何通过多源信息融合、实时障碍检测、避障路径规划与重规划、以及高精度姿态控制等先进技术手段,实现在复杂光照条件和极端温度变化下的稳定、高效运行。
还介绍了嫦娥三号在软着陆过程中所采用的故障诊断与容错控制机制,确保在面临异常情况时能够及时采取应急措施,保证任务的顺利完成。
《嫦娥三号自主避障软着陆控制技术》一文旨在全方位展现嫦娥三号在软着陆控制领域的技术创新与实践成就,通过对关键技术细节的剖析与案例解读,为后续深空探测任务的着陆控制技术发展提供宝贵的参考经验与技术启示。
自动化、智能化为嫦娥三号探测器奔月提供了有力技术支撑
自动化、智能化为嫦娥三号探测器奔月提供了有力技术支撑一、嫦娥三号概况:嫦娥三号探测器将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空探测通信与遥控操作、运载火箭直接进入地月转移轨道等关键技术。
二、技术特点:1 天地协同“小秘书”发射前,邢锦江博士守在总体岗位上,正根据协同工作程序对嫦娥三号的计划执行情况进行严密监视。
通过监控界面可以看到,调度的每一个口令、探测器的每一个动作都有细致的安排。
据介绍,协同工作程序是飞行控制中一种重要的计划类方案,地面技术人员要依此方案进行控制和操作。
邢锦江表示,传统的协同程序编排过程十分复杂,需依靠人工编排,且往往耗费两三周时间,在任务执行中还无法进行动态调整。
该中心近年开发出飞行任务飞控协同自动规划与辅助决策支持系统,如同一位精干的“小秘书”,完成协同程序编排工作仅需十多分钟,大大提高了决策指挥的效率和应急处置能力,在多次任务中发挥了重要作用。
嫦娥三号任务中,“小秘书”得到了升级完善,新增的操作提醒功能让它能够尽到更多职责。
总调度张远明介绍,操作提醒功能可以通报即将开始的飞控操作,同时能提供精确的倒计时,给调度指挥人员带来了极大方便。
据介绍,北京中心今年还开发了“故障辅助决策系统”、“飞控规划作业平台”等一系列自动化系统,以进一步适应本次任务遥操作控制复杂、应急预案数量大、两器协同控制要求高等特点。
2 测控天网“防火墙”作为嫦娥三号任务飞控的“神经中枢”,北京中心需要通过网络与十几个国内外测控站进行实时数据交换和信息共享。
然而网络存在风险,一旦遭受干扰和侵袭,后果不堪设想。
为此该中心自主研制了网间隔离系统,可有效解决风险隐患。
在该中心指控室机房可以看到,网间隔离系统电脑显示屏上,一条条绿色网络信号传输曲线平稳运行着。
据了解,如果出现网络干扰,绿色的曲线会变成红色,还会有报警发出。
该中心高级工程师刘博扬介绍,该系统可实现中心主任务系统与外网数据的“双向过滤”,任务数据出不去,外界干扰进不来,就像一道“防火墙”,为任务网提供安全防护。
嫦娥一号至三号简介
嫦娥一号至嫦娥三号资料简介嫦娥一号简介“嫦娥一号”(Chang’E1)是中国自主研制并发射的首个月球探测器。
中国月球探测工程嫦娥一号月球探测卫星由中国空间技术研究院研制,以中国古代神话任务“嫦娥”命名。
嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。
嫦娥一号与2007年10月24日,在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。
嫦娥一号发射成功标志着中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。
“嫦娥一号”的探月过程:1.升空2007年10月24日18时05分,长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星直冲云霄,奔向遥远的月球,成功地进入环绕地球的预定轨道(即16小时轨道)。
2.环绕地球运行(1)第一次变轨。
25日17时55分,北京航天飞行控制中心按照预定计划,向在太空飞行的“嫦娥一号”卫星发出变轨指令,对其实施远地点变轨。
指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功。
这次变轨表明,“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。
这次变轨是“嫦娥一号”卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。
(2)第二次变轨。
26日17时33分,北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令,开始实施第二次变轨。
这是卫星的第一次近地点变轨。
11分钟后,远望三号测量船传来消息,卫星变轨成功。
变轨前,北京飞控中心对轨道参数及控制参数进行了精确计算,随后向在太空飞行了3圈处于近地点的“嫦娥一号”卫星发送了高精度控制指令,卫星主发动机准时点火,使卫星进入24小时周期椭圆轨道,远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。
这次变轨为卫星在预定时间到达设计的地月转移入口点创造了条件。
(3)第三次变轨。
29日18时01分,“嫦娥一号”卫星成功实施第三次变轨,这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。
中国探月二期工程“嫦娥三号”任务月球车简介
从月 球昼夜温 差上看 , 月球 表面 白昼 时温
3 0 0 o C, 尤 其是月 面上 的昼 、 夜时 间差分别 长达
在月球表 面行 驶并 对月球 进行 考察 、 收集 和分 度 高达 1 5 0 o C, 黑夜 时低 至 一1 8 0 o C, 温差 超 过
月面生存 、 深空 探测 通 信 与遥 控 操作 、 运 载火 夜 间 隔大约 相 当 于地 球 上 的 l 4天. “ 嫦 娥 三 箭直接进 入地月转 移轨道等关 键技术 , 实现 中 号 ” 月球 车 电源 分 系 统 , 由两 个 太 阳 电池 阵 、 国首次对 地外天体 的直接探测 .
合 式 结构 设计 和 可大 范 围伸 缩 的 四腿 式 着 陆 当于地 球 的 1 4天 , 而 且 由于月 夜无法 通 过光
在 月 球 车进 入 休 眠 状 态 后 , 过了 1 4 缓 冲机构 , 设 计 了 自主 式 、 高精 度 的分 段 减速 能 发 电 , 天 还必 须能 够 自动 唤醒 重新工 作. 悬 停 式无 人着 陆控 制 方案. 着陆探测器搭 载 的“ 月 面巡 视探测 器” , 是
此外 , “ 嫦娥 三号” 月球车组成 还有 : 结
由结构 和太 阳翼机 械部 分 、 1 / 6 , 月球表面 的土壤非常松 软 , 而且崎岖 不平 , 构 与机 构分 系统 , 石块 、 陨石坑遍 布. 在这 种情 况下 , 月球 车既 不 桅 杆 、 机 械臂 构成 , 主要为 各种 仪器 、 设备 、 有 能打滑下陷 , 还要 能爬坡越 障 “ 嫦娥 三号 ” 月球 效载荷提供工作平台; 综合 电子分系统 : 将中 车 移动 分系 统 , 采用 轮 式 、 摇 臂悬架 方案 , 由车 心计算机、 驱 动模块 、 处理模 块等集 中一体
嫦娥三号月球探测器资料【精品文档】
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嫦娥三号月球探测器资料北京时间2013年12月2日1时30分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功将“嫦娥三号”探测器发射升空。
嫦娥三号月球探测器由着陆器和巡视器(俗称月球车)共同组成。
与嫦娥一号、二号不同,嫦娥三号不再称为卫星,而是称作“探测器”,包括着陆器和月面巡视器(后者也被称为月球车)。
2013年11月26日嫦娥三号月球车得名“玉兔” 在我国首辆月球车全球征名活动中,近65万网民投票“玉兔”号。
嫦娥三号月球探测器总重近3.8吨。
在月球表面软着陆后,“玉兔”号将驶离着陆器进行为期约3个月的科学探测,着陆器则在着陆地点进行就位探测。
按照计划,将于12月中旬择机在月球虹湾地区实现软着陆,开展月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等科学探测任务。
2017前后将开展探月工程第三期任务,主要是实现月球表面软着陆并采样返回。
“人类探月一般遵循“探”“登”“驻”三大步。
中国探月工程将第一大步“探月”细分为三期—即“绕”“落”“回”三小步。
绕月探测工程,由嫦娥一号卫星承担。
“绕月”任务圆满完成后,进入探月工程二期“落月”阶段,“落月”主任务由嫦娥三号承担。
嫦娥二号由嫦娥一号“备份星”转为嫦娥三号“先导星”。
嫦娥三号是中国首个在地球以外天体实施软着陆的航天器,将实现探月工程二期“落”的工程目标。
与嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号探测器的技术跨度大、设计约束多,结构也更为复杂,主要包括着陆器和巡视器两大部分,其中巡视器,俗称月球车,由9个分系统组成;而着陆器是为了实现月面软着陆专门量身定做的新型航天平台,具有11个分系统。
嫦娥三号探测器由运载火箭发射升空后,经发射段、地月转移段、环月段和动力下降段等过程,飞行大约14天的时间,将以软着陆的方式降落在月球虹湾地区;之后,着陆器释放巡视器;两器分离后,各自独立开展月面探测工作。
嫦娥三号测月雷达第一通道数据处理与分析
嫦娥三号测月雷达第一通道数据处理与分析高云泽;董泽华;方广有;纪奕才;周斌【摘要】Lunar Penetrating Radar (LPR), which is one of the most important science payloads onboard the Chang’E-3 (CE-3) rover, is used to obtain electromagnetic image less than 100 m beneath the lunar surface. This paper describes the system composition and working mechanism of the LPR and presents a detailed analysis of its data. We investigated special signal-processing methods and present the result of channel-1 data. The result shows that the effective echo occurs at depths greater than 100 m. Moreover, an unusual reflection exists at depth of 40 m, which may be the boundary of two geological units beneath the lunar surface.%测月雷达是嫦娥三号月球巡视器搭载的重要科学载荷之一,用以实现月表之下100 m之内的穿透成像。
该文介绍了测月雷达的系统组成与工作原理,对获取到的月球科学数据进行了详细分析。
在此基础上研究了有针对性的数据处理方法,并给出第1通道数据的初步处理结果。
从处理结果中可知,测月雷达有效信号深度达到100 m以上,在大约40 m深处有雷达反射异常,初步分析为嫦娥三号着陆区月表之下两套地层的分界线。
飞向月球的使者,嫦娥三号都观测了些什么?
飞向月球的使者,嫦娥三号都观测了些什么?嫦娥三号是我国自主研发的先进月球探测器,包含着陆器与玉兔号月球车两部分。
第一、看星星。
嫦娥三号上携带了一台近紫外波段的天文望远镜,可以在月球上看星星。
观察星系核、恒星、双子星、新星啥的。
月球上看星星比在地球上有优势多了,因为月球没有大气层和磁场的遮蔽,看的远更清楚。
就好比在野外看星星比在城里看的更清晰一样。
而且,一个月球日等于28个地球日,白天有地球上14天那么长,黑夜也有14天那么长。
可以利用这14天的白昼,持续观察同一天体,这就比地球上强太多了。
2015年,月基天文望远镜观测到名为V921 Her的特殊双子星系统,令人惊叹。
第二,看地球。
嫦娥三号上还有另外一部极紫外相机,这部相机是看故乡的,也就是看地球的。
从月球看地球,看的更全面。
地球大气层往上,有一道等离子屏障,一直延伸到4万公里。
它就像一件地球的外套,屏蔽来自太空的射线,尤其是来自太阳风暴的高能粒子流,保护着地球安全。
没有这层等离子屏障,人类无法生存,卫星和导航通讯也会停工的。
嫦娥三号观测地球等离子体层的变化,拍摄了1300多幅图像,取得大量的数据,为了解地球环境提供了巨大帮助。
和风漫谈原创,请勿抄袭。
第三、看月球。
嫦娥三号和玉免月球车上有全景相机、测月雷达等先进设备。
萌萌的玉兔号月球车它们为月球拍摄了高分辨率的彩色照片。
使用测月雷达,为月球进行了体检,完成了月球地质剖面图,研究了330米深度的地质结构,帮助人们了解月球的演变史。
嫦娥三号还测量了月球表层的水含量,测量结果证明了月球上并没有水。
2016年8月4日,嫦娥三号探测器超额完成任务,正式退役。
自2013年12月2日发射以来,累计工作了31个月,而其原本设计寿命,才12个月。
真是了不起!为伟大的中国航天点赞!。
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探月雷达方法技术研究及嫦娥三号雷达数据解释我国“嫦娥三号”(Chang’e 3,CE-3)和“嫦娥四号”(Chang’e 4,CE-4)搭载的探月雷达(Lunar Penetrating Radar,LPR)是一种装载在月球巡视器上对月表进行实地登陆观测的探测方式。
其理论基础是利用天线向探测目标发射高频电磁波(1MHz~10GHz)进行探测,可以高分辨率地探测月球次表层地质结构与月壤厚度。
根据探月雷达测量的数据,可以实现以下科学和工程研究目标:获得沿巡视器路径的月壤的厚度分布,并可以通过反演描述月壤和月球浅层岩石的电磁参数,为月壤层矿产资源的估算提供依据;更好地了解月球地形特征与地质构造的关系,为月球地形和地质研究提供科学数据;为详细研究月球的形成和演化提供科学依据;为未来选取月球基地的位置提供必要的科学数据。
本文针对月壤层的模型建立,电磁响应模拟,探月雷达数据预处理,月壤参数估计,近月表地质解释等方面进行研究。
开展了月球浅表层介质的建模及其电磁响应计算与分析,为探月雷达探测机制和数据解释提供方法技术支撑;研发了嫦娥三号探月雷达数据的解算、校正和初步处理的完整流程,对雷达数据中的反射信号进行分析;设计实现了月壤、月岩物理参数的高精度估计、反演和分析,量化潜在可开发的月球资源,帮助分析资源分布规律;解释了近月表地质界面,有利于确定界面的地质意义和介质组成,为加深对浅月表层的形成演化认识提供基础,也为进一步的月球以及深空探测提供支持。
(1)建立了月壤综合模型。
通过将分形技术应用于地形建模,准确地描述了小区域的月球地形,引入磨粒技术来模拟不规则的异常体,应用随机等效介质描述随机介质。
同时也考虑了介电常数随深度的变化。
月壤综合模型的建立加深了对月壤形成和演化的认识。
根据时间域有限差分法对建立的月壤综合模型进行电磁响应模拟。
与简单模
型的仿真结果相比,月壤综合模型的仿真结果包含更多细节,更加真实。
(2)处理了嫦娥三号探月雷达数据。
介绍嫦娥三号着落点的区域信息,研究我国探月工程所采集的探月雷达数据体,结合在月球表面采集数据的复杂环境以及雷达仪器本身的影响,分别针对第一通道(CH-1,60MHz)和第二通道(CH-2,500MHz)进行处理流程设计,研究包括带通滤波以及增益等常规方法在内的处理方法对探月雷达数据处理的效果,最后得到了清晰的探月雷达图像并分析了数据存在的问题。
(3)研究了嫦娥三号着陆区月壤层的结构和演变过程。
根据正演模拟的结果,探讨了月壤与基岩接触面的形态。
随后,利用F-K(频率-波数)滤波突出了月壤和基岩的接触面。
根据探月雷达第二通道数据能量的分布对着陆区月壤层进行分层。
通过综合考虑月球的演变历史,区域地质情况,特别是探月雷达数据结果,推断了嫦娥三号着陆区月壤层的演变过程。
(4)估计了月壤的电性参数和铁钛含量。
从理论上证明了跟据两组收发距不同的雷达数据,利用两者对同一个异常体反射时间的不同,从而推断介质介电常数的方法具有可行性。
针对一个简单模型和一个月壤复杂模型,利用该参数估计方法,反推出各异常体的位置和模型的介质参数,得到结果与实际模型一致。
利用探月雷达第二通道的两套收发距不同的数据,得到了嫦娥三号着陆点月壤的介电常数。
Apollo计划的成果给出,介电常数与月壤的密度和铁钛含量存在内在联系,结合估计得到的月壤介电常数,可以估算得到月壤的铁钛含量。
(5)定量分析了月壤中孤石的位置和数量。
提出了一种基于局部相似性约束的自适应石块定位方法,该方法利用到了探
月雷达第二通道两套数据之间的相似性。
该方法的实现首先采用基于f-x EMD
的倾角滤波器来提取两个数据中含有信号的波数分量。
然后,计算滤波后的两套数据之间的局部相似谱。
通过利用软阈值函数,认为相似谱中的局部最大值可作为每个孤石的位置。
最后,根据提取结果,一方面获得了月壤的深度,另一方面也揭示了月壤中孤石随路径和深度变化的分布信息。
进一步为嫦娥五号月壤采集提供了先验方法。
(6)分析了嫦娥三号着陆点浅月表地质结构。
嫦娥三号第一通道数据探测到了虹湾地区的浅表层地质结构。
由于数据信噪比较小,为了解决噪声的限制,本文提出了一种基于shearlet变换的去噪策略。
在该策略中,shearlet变换不仅是一种数据分析的工具,还可以提高CH-1数据的信噪比并突出同相轴。
处理后质量提高的CH-1数据有助于地质分层和解释。
在分别获得浅部和深部的处理数据之后,跟踪处理结果中的同相轴,得12个可能的分界面。
在评估每个同相轴后,根据可靠性对每个同相轴进行判断和分类。
利用探月雷达数据分析浅月表地质结构提供了有价值的地质信息,并为未来的月球探测任务提供了参考。