曹建峰
- 作品数：112 被引量：310H指数：12
- 供职机构：北京航天飞行控制中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划上海市科学技术委员会资助项目更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术天文地球自动化与计算机技术文化科学更多>>
- 深空网干涉测量技术在“嫦娥3号”任务中应用分析被引量：8
- 2014年
- 针对中国深空网DOR/ΔDOR测量技术在"嫦娥3号"测控任务中的首次应用情况,论述了深空网干涉测量系统采用的稀疏交替射电源标校技术。在地月转移、环月段开展了多次观测,所获得的时延、时延率观测量结果直接应用于"嫦娥3号"的轨道确定。通过与事后精密轨道比对分析,深空网干涉测量技术的时延观测量精度优于1ns,对应于约90nrad的角位置精度;时延率精度优于1ps/s,相当于亚mm/s量级测速(差)精度,中国深空网干涉测量技术有力支撑了"嫦娥3号"的测定轨任务。
- 唐歌实韩松涛陈略曹建峰任天鹏王美
- 关键词：深空网
- 月球重力场模型的比较及其对低轨月球卫星的影响
- 2010年
- 月球重力场模型SGM首次使用了月球背面的直接观测数据，并综合了历史上不同飞行器的测轨数据，改善了月球背面的重力场精度。对不同重力场模型LP165P，SGMIOOh和SGM100i进行比较，从阶方差、谱域分析及大地水准面重力计算几个方面，分析各重力场模型之间的特点及差异。采用不同的重力场模型，分别对“嫦娥一号”变轨试验期间的测轨数据进行轨道解算和预报。计算表明，对100km的圆轨道，各重力场模型解算结果比较一致；对百米的定轨精度要求，采用64阶次的重力场模型均可满足精度要求。对100km×15km的轨道阶段，不同模型解算轨道的差异达150m，虽然SGM模型对背面重力场精度有所提高，但由于分辨率的约束，轨道解算精度的提高十分有限。
- 曹建峰胡小工黄勇李培佳
- 关键词：月球探测嫦娥一号
- Halo轨道族延拓方法及特性研究被引量：2
- 2013年
- 对Halo轨道周期和运动范围等特性的研究是平动点任务设计的首要前提。针对大幅值Halo轨道和完整Halo轨道族的应用需求及其数值计算问题,面向当前应用广泛的地月系和日-地月系共线平动点,基于延拓法研究了圆型限制性三体问题下的Halo轨道族数值计算和运动学特性,给出了Halo轨道族延拓计算方法。数值仿真了族参数选择对轨道族计算的影响,得到了地月系和日-地月系共线平动点的大范围南北Halo轨道族,同时给出了轨道族的轨道周期变化和空间位置变化特性。研究结果表明,固定延拓步长下,L1点Halo轨道族应选择会合坐标系x坐标作为族参数,L2点Halo轨道族应选择y方向速度或者周期T作为族参数。方法适用于任意三体系统平动点的周期轨道族计算,特别是对其中的状态转移矩阵简单修改后可用于完整力模型下的Halo轨道(族)的数值设计。
- 刘磊刘勇曹建峰唐歌实胡松杰
- 关键词：三体问题平动点晕轨道深空探测
- 地月L2点周期轨道的月球背面覆盖分析被引量：2
- 2017年
- 地月L2点附近轨道具备独特的动力学和运动学特性,是月球背面探测任务的中继卫星首选布设位置。面向未来月球背面探测任务的中继通信需求,分析并研究了地月L2点周期轨道(halo轨道)对月球背面的覆盖。在圆型限制性三体问题模型下,研究并给出了halo轨道族延拓计算方法,基于延拓法设计了地月系大范围南北halo轨道族;给出了中继卫星的月球背面覆盖计算模型,定义了相应的时间覆盖因子;数值仿真了地月系南北halo轨道族的月球背面覆盖情况。研究结果表明:地月L2点周期轨道幅值和类型决定其对月面的覆盖性,幅值较小的轨道的月面整体覆盖性较好,幅值较大的轨道对月球南北极覆盖较好,南北族轨道分别有利于月球南北半球的覆盖。文章研究可为我国"嫦娥4号"月球背面探测任务的中继星轨道设计提供有益参考和借鉴。
- 刘磊刘磊胡松杰曹建峰
- 关键词：月球探测平动点HALO轨道
- 基于“嫦娥一号”跟踪数据的月球重力场模型CEGM-01被引量：13
- 2010年
- 本文介绍了"嫦娥一号"月球探测卫星轨道跟踪数据的特征,简要阐述了基于动力法精密定轨解算月球重力场模型的原理及策略.在"嫦娥一号"测控数据精度和覆盖均有限的条件下,独立使用"嫦娥一号"月球探测器6个月的在轨运行双程测距测速跟踪数据,成功得到了50阶次月球重力场模型CEGM-01.通过多种方式,如重力场模型频谱特性、实测数据定轨残差、月球重力异常特征、与地形的相关性及导纳值,对解算得到的CEGM-01月球重力场模型进行了精度评价,分析了相应的物理特性和效果.结果表明了CEGM-01解算过程的有效合理.在此基础上展望了我国月球重力场探测未来可能的发展方向.
- 鄢建国李斐平劲松唐歌实黄倩曹建峰刘俊泽
- 关键词：月球重力场
- 一种星敏感器-陀螺组合定姿的实时在轨标定方法被引量：5
- 2014年
- 研究了一种星敏感器-陀螺组合定姿方式中的姿态敏感器误差的实时在轨标定方法。首先,选择直观的欧拉角作为姿态描述参数,根据星敏感器和陀螺的测量原理建立星敏感器-陀螺在轨标定的测量方程和状态方程,并以此建立数学模型。其次,采用简单高效的EKF(Extended Kalman Filter,扩展卡尔曼滤波)作为估值算法,进行了在轨标定数值仿真。对于航天器姿态定向中出现的姿态角和星敏感器安装角之间的耦合问题,通过在特定姿态通道上施加简单姿态机动实现了解耦。数值结果表明,该实时在轨标定方法,尤其是所提出的姿态角和星敏感器安装角解耦策略,可以实现对航天器姿态的实时精确估计以及对星敏感器安装误差、陀螺常值漂移和相关漂移等误差的实时在轨标定。该方法可用于航天器姿态测量设备的实时在轨标定和航天器姿态的高精度实时确定。
- 刘磊刘也曹建峰胡松杰唐歌实
- 关键词：在轨标定星敏感器陀螺扩展卡尔曼滤波
- USB与VLBI联合确定“嫦娥一号”卫星撞月点的位置被引量：19
- 2010年
- 2009年3月1日,"嫦娥一号"卫星成功撞击月球,准确撞击位于月球"丰富海"的预定区域。国内USB和VLBI测控网对撞月过程进行了跟踪测量。撞月飞行段可描述为相对于月心参考系的椭圆轨道,其偏心率约为0.3。本文利用统计定轨方法,联合USB和VLBI数据确定"嫦娥一号"卫星撞月点的位置。通过对撞月前100km×15km环月轨道的测轨数据进行分析,确定了测距系统误差及光压系数参数,并应用于撞月段的短弧轨道计算。将地面接收到卫星信号的最后时刻判定为撞击时刻,根据撞月轨道计算了该时刻"嫦娥一号"在月固系中的位置。为判断该位置是否在月面,结合月面数值高程模型ULCN2005,由该点的月面经纬度确定了该点的月面高程。通过比较由轨道计算得到的落点高程与ULCN2005提供的高程差异,评估了撞月点计算的精度。
- 曹建峰黄勇胡小工黄倩李培佳陈明
- 关键词：硬着陆精密定轨USBVLBI
- 嫦娥二号卫星日地拉格朗日L_2点探测轨道定轨分析被引量：9
- 2013年
- 嫦娥二号卫星于2011-06～2012-04实施拓展试验,运行在绕日地系L2点的Lissajous轨道上。拓展试验期间嫦娥二号卫星距离地球最远约1 700 000km,随着卫星与地球距离的增加,测轨数据的噪声水平也明显增加;另一方面,距离的增加使得飞行过程中动力学约束逐渐减弱,测轨几何可确定性变差,定轨计算的难度也相应提升。这两个因素对测控系统提出了更为严格的要求。描述了嫦娥二号卫星拓展试验期间的轨道计算情况并进行评估。分析表明,在当前的测控条件下,逃逸初期轨道计算的精度优于km级,速度精度优于1cm/s,而随着飞行距离的增加,轨道计算所需的测轨弧段也相应增加,在转移阶段后期,连续使用20d以上的测轨数据进行定轨计算,通过弧段搭接与轨道预报比较,内符合满足2km的精度水平。
- 曹建峰胡松杰黄勇刘磊
- 深空网测控模式△DOR测量建模与精度分析被引量：9
- 2015年
- 差分干涉测量技术是获取深空探测器高精度角位置信息的重要技术手段.本文以中国深空网在嫦娥3号(CE 3号)任务中首次应用为背景,论述深空网测控模式差分干涉测量技术的测量模型,相对于传统的短时交替观测模式,该方法能够全时段确保目标航天器的遥测、遥控通信,克服短时交替引起的航天器遥测信息中断以及应急遥控指令无法发送的问题.基于CE 3号环月轨道段的实测数据处理结果,通过与事后精密轨道的精度比对表明,测量数据时延精度在1 ns量级,相应于角位置精度97 nrad(地月距离上CE 3号位置精度37 m),与具有相似基线构型的采用短时交替模式的CVN网测量精度在同等量级.
- 唐歌实唐歌实韩松涛陈略曹建峰王美
- 关键词：时延
- DORIS系统自主在轨实时定轨的实现与精度分析被引量：3
- 2012年
- 国家科技重大专项高分辨率空间对地观测项目的实施,对卫星平台的自主在轨实时定轨提出了新的需求。由法国发展的DORIS实时定轨系统虽已成功应用于多个对地观测平台,但该系统从未公布其原始数据和数据处理的技术细节,因此本文尝试利用DORIS地面主控站提供的ENVISAT标准格式多普勒数据,假设星上自主定轨时采用相同的数据,基于卡尔曼滤波算法实现(仿真)自主实时定轨。计算表明仅考虑简单的非球形引力模型,对于位置误差1km,速度误差1m/s的初始条件,2小时后滤波趋于稳定,滤波精度为十米量级,速度精度为厘米每秒级。为提高滤波计算效率,对坐标系统转换进行简化后,定轨精度仍在十米量级。基于DORIS仿真测量数据滤波计算表明,随着测量精度的提高和每圈观测弧段的增加,滤波计算的精度也会得到有效提高。
- 邢楠曹建峰李培佳黄勇胡小工王小亚
- 关键词：DORISENVISAT
