嫦娥一号激光高度计在轨月球高程数据测量不确定度研究

对嫦娥一号激光高度计月球表面在轨高程探测数据进行了误差分析处理和不确定度评定研究。首先,选择了月海平坦地形区域的激光高度计高程数据;然后分析了主要的探测不确定度来源,建立了相应数学模型;最后采用了蒙特卡洛方法(MCM)进行了不确定度评定研究,给出了某些月海区域高程探测不确定度评定结果,并与测量不确定度表示指南方法(GUM)进行对比。研究结果表明:MCM评定方法与GUM方法结果基本一致;处理结果也能和其他月球探测结果进行对比研究,希冀对月球及空间环境有更多、更新的发现。     

宇宙真空学的发展

研究了真空科学技术发展及应用的历史过程,建立了宇宙真空学。宇宙真空学是研究行星表面以上空间大气分布规律、行星大气逃逸理论、航天器周围的真空环境特性及宇宙真空测量理论与技术、宇宙真空的物理本质等的学科。本文系统地叙述了作者创立《宇宙真空学》的逻辑思维、建立模型的物理概念以及理论推导的数学技巧。给出了行星大气密度分布理论、行星大气逃逸理论、宇宙真空测量理论及宇宙真空的物理本质等方面的研究结果。作为理论应用的实例,计算了太阳系行星的大气密度分布,地球、金星、火星、月球大气的总质量及大气逃逸寿命,月球、火星表面水存在可能性的理论分析,与实际观测结果符合。宇宙真空学对空间应用及行星探测工作有重要的理论和实际指导作用。     

谐振筒式液体密度传感器的设计

短筒谐振式密度传感器是以短筒谐振管为核心,基于正反馈原理,由激振元件、拾振元件、谐振子和放大电路组成的高品质闭环谐振系统．采用有限元法分析方法,研究计算了圆筒谐振子的静力学特性和模态响应等动力学特性;设计了短筒谐振管传感器和闭环振荡电路及单片机信号处理系统;分析了温度、压力、黏度等因素对测量结果的影响,对传感器进行了标定,并采用温度补偿方法提高了传感器的测量精度．实验表明20℃时传感器测量结果的不确定度为0.96kg／m3．圆筒谐振燃油密度传感器测量精度达到0.4kg,m3．     

基于LM3S615的RLC测试仪

本设计通过简单的R—C振荡电路、L-C振荡电路,通过测量振荡电路的频率,来计算电阻、电容、电感的大小。由于系统需要使用多路输入捕获模块来对输入的频率计数,本设计选用了TI公司的Cortexm3系列微控制器LM3S615为主控制器,由于其具有高速、低功耗、功能强大等特点,因此设计出来的电路简单、性能稳定、功耗低。本系统通过三个按键选择所测对象的类型,由软件实现档位自动切换,并由LCD显示所测电阻、电容和电感的值。     

尘埃粒子计数器溯源过程中稀释控制系统的研究

目前被广泛认可的尘埃粒子计数量值溯源方法为:"尘埃粒子计数器(OPC)-凝结核粒子计数器(CPC)-气溶胶静电计(FCE)"的逐级溯源。在溯源过程中,不同型号尘埃粒子计数器和凝结核粒子计数器之间存在粒子测量浓度、流量之间不匹配等差异。本文通过介绍一套具有温度测量、气溶胶稀释、气体流量测量与控制等系统硬件电路,满足粒子计数器的溯源问题。     

电子式霓虹灯电源的频率估算与电路改进

本文对典型的电子式霓虹灯变压器的工作原理作了剖析,一般认为其中的振荡电路是二阶电路,本文通过分析,说明了电路的振荡频率应按一阶电路估算,另外,还论述了进一步提高电路性能的一些尝试,主要涉及了保护电路和振荡电路。     

石英晶振真空度检测系统

随着科研及工业的不断发展,对真空环境的要求越来越高,相应的真空测量技术要求也越来越严格,在精准测量的基础上对传感器的体积提出了更高的要求,例如MEMS封装的真空设备将需要较小体积的传感器来完成真空度的测量。而目前常见的电阻真空规、液态式真空计、电容真空计、热传导真空计等都无法同时满足小体积、宽范围、高精度的测量要求。本文基于石英晶振在不同气压环境下振荡时其两端阻抗随环境中气压的改变而变化的原理,设计了石英晶振振荡电路、信号隔离电路、差分放大电路、真有效值转换电路等,并且将其前端信号利用STM32单片机进行处理,通过编写对应的软件程序实现不同环境中真空度检测。在石英晶振振荡电路方面与已有研究有所不同,本文采用石英晶振本身作为激励信号的自振荡电路,相对于已有研究中的外加激励信号源而言频率稳定,Q值高,因此能够产生非常稳定的正弦振荡,可以有效的减小整个系统的测量误差,提高测量精度。经过实际测试,实验结果表明,系统设计合理,测量精度高,达到预期测量效果。     

基于静电感应的引信目标探测传感器研究

针对复杂干扰环境中传统引信目标探测系统无法稳定工作的问题,探讨了一种新型目标探测体制.基于静电感应基本理论,建立了静电引信探测传感器模型,设计和制作了高灵敏度的静电引信探测传感器和微弱信号检测电路.在实验室环境条件下对探测系统进行实验研究,结果表明:理论分析和实验结果趋于一致;输出电压与系统增益、目标电荷、相对速度和距离相关;所设计电路能够满足引信的探测要求,可对静电引信目标探测系统在复杂环境下的工程化设计提供参考.     

国外月球探测有效载荷进展状况

调研了国外月球探测有效载荷发展现状及月球探测有效载荷的发展趋势和技术特点.调研分析表明,近年来国外月球探测不局限于月球环境,在探测月球辐射环境的同时兼顾辐射效应的监测,其有效载荷的发展趋向小型化、多功能化,在此基础上,提出了月球探测有效载荷配制建议,可为后续月球和深空探测载荷配制提供参考.     

月球样品充氮保护密封技术的研究

我国进行月球探测的核心目标之一就是采集样品返回地球,并保证样品不受污染,密封技术就成为月球探测的关键技术之一。本文对调研到的国外地外星体采样封装技术进行分析比较,提出了一种采用样月球样品充氮保护密封技术,并通过理论计算分析了充氮保护密封技术的可行性,设计充氮保护密封试验,试验结果表明:充氮保护密封技术能够有效地保护月球样品,防止地球大气污染月球样品。     

月球探测辐射环境分析

扼要介绍了月球探测的辐射环境,分析了CE-1在轨探测的辐射环境数据,在此基础上,分析了月球辐射环境对探测器的影响,提出了后续月球探测辐射防护研究建议。     

嫦娥1号卫星微波探月技术机理和应用研究

微波探测仪是嫦娥1号卫星有效载荷之一,主要用于测量不同深度的月壤微波辐射亮温,进而反演月壤厚度的信息并对月球的3He资源量和分布进行评估。这是国际上第一次利用被动微波遥感探测器在月球轨道直接测量月表亮温信息。因此,对月壤辐射传输模型的研究是及其必要的。文章分析了月球微波探测的机理和存在的问题,并给出了初步解决途径。     

改进型高稳定度LC振荡电路的研究

在通信、检测电路中,作为调制和解调载波信号发生器的振荡电路,其频率稳定度是振荡器的一个很重要的指标.在阐明了频率稳定度的基础上,分析了三点式振荡电路中影响频率稳定性的各种因素,最后给出了一种改进型高稳定度的振荡电路.     

数字合成正弦信号

调幅式测量电路中，振荡器电路输出正弦信号幅值严重影响测量电路的优劣，现有的氏桥振荡电路幅值优于１０＾－４稳定度，但电路结构复杂，本提出了应用波形失真度小，精度高，稳定性好，结构简单的数字信号发生器方案和实施电路，并给通过大量实验获得的性能数据分析与幅值稳定性直接相关的因素。     

基于MSP430的定频调幅式电涡流传感器位移测量系统

本测量系统采用平面线圈的电涡流传感器结构，定频调幅式电涡流传感器测量电路，利用MSP430F133系列单片机对测量系统数据进行采集和处理，并对该测量系统应用于防水数显卡尺中的可行性进行了初始阶段的试验。与调频电路相比，定频调幅电路具有响应快、功耗低、稳定性好的突出特点；MSP430F133具有超低功耗特性，为本测量系统应用于便携式测量设备提供保证。     

嫦娥一号激光高度计在轨测量数据误差分析研究

利用嫦娥一号卫星(CE-1)激光高度计在轨探测科学数据,研究激光高度计月球高程探测误差。对月球南北极纬度60°～90°范围进行月球表面区域划分,进行高程测量重复点的搜索、区域高程粗差的剔除、残差和标准差的计算,并给出处理后区域残差与标准差的分布,对月球南北极区的处理结果作出对比分析,得出南极区纬度60°～90°内区域平均标准差较北极区域偏大。该处理结果为进一步分析激光高度计测量误差的来源提供科学依据,为探月卫星携带的各种有效载荷的设计在精度要求上提供理论指导和参考数据。     

空间尘埃探测方案研究

空间环境中飞行的尘埃粒子会对进行深空探测的航天器有重大影响,它们会撞击并沉积在航天器表面结构中,影响航天器的性能。利用空间尘埃探测器可以探测尘埃的质量、速度、飞行方向、通量、化学成分及其元素同位素、所带电荷等参数。空间尘埃探测器的基本结构设计,用软件仿真计算了撞击离子在反射式质谱计反射腔内的轨迹,验证了其探测空间尘埃的化学成分的可行性。随着深空探测的逐步深入,空间尘埃探测器探测数据将成为航天器维护及未来空间科学研究的重要参考。     

我国探月工程运载火箭选型问题探讨

"发展空间科学,开展深空探测"是我国近期（2010年前后）的航天发展目标之一,月球探测是实现我国"开展深空探测"的第一步。发射月球探测器（或卫星）选择适当的火箭型号显得尤其重要。文章从月球探测工程对运载火箭的基本要求着手,结合国外月球探测工程的经验和长征系列火箭的现状,提出了候选火箭及其改造方案,并且对月球探测三种运行轨道的优缺点和工程的可实现性进行了分析。从航天大系统工程整体化的角度,提出了用长征三号乙加上面级发射环月卫星,同时将上面级实现硬（或软）着陆作为首选方案,用长征三号丙发射探月器进入奔月轨道作为次选方案的建议。     

基于Colpitts振荡电路的露点识别机理的验证

针对大气湿度测量问题,首次提出一种基于Colpitts振荡电路的露点识别方法.把Colpitts电路中的石英晶体作为湿敏元件,由于考比兹电路不能驱动处于液相环境下的石英晶体振荡,因此用半导体制冷器对石英晶体进行制冷直到有结露产生时使得石英晶体处于液相环境中,当凝结发生时将使整个考比兹电路停止振荡,同时获取停振时刻石英晶体表面温度从而达到对露点的识别和测量,可以根据获取的露点温度得到环境的相对湿度.通过对Colpitts电路特性以及石英晶体导纳特性的分析,结合试验数据对比,可以从定性的角度验证此方法和装置对湿度测量的有效性与准确性,此结果对基于谐振电路湿敏传感机理定量分析以及新型谐振式露点仪的研发具有重要理论意义.     

微小电容式传感器测量系统设计

本文研究了一种基于微分运算原理测量微小电容式传感器的电路系统,通过理论分析和实验验证了微小电容式传感器容值与系统测量所得电压有效值间的关系。系统采用文氏电桥电路作为稳定信号源,并在微分运算电路中接入待测传感器,输出信号随待测传感器应变。微分电路的输出经信号由主控芯片对其进行模数转换和运算处理,传感器测量结果可在串口打印显示,也可无线发送给外部设备,使小电容测量智能化。系统的传感器容值与输出电压有效值间转换为完全线性相关,结果易于处理,且不易受分布电容影响。此外,系统无需外接信号源,且可通过调节微分电路电阻值实现多容值范围的传感器测量。电路结构简单,易于实现,系统稳定,抗干扰性强。