嫦娥二号卫星CCD立体相机设计与验证

介绍了嫦娥二号卫星CCD立体相机的设计思想与结果、发射前检测与地面推扫成像试验。嫦娥二号卫星CCD立体相机仍采用与嫦娥一号相同的线阵推扫成像模式,但嫦娥二号卫星CCD立体相机的技术指标要求大幅度提高,主要表现为地元分辨率由嫦娥一号的120m提高为嫦娥二号在100km圆轨上优于7m与在100km/15km椭圆轨道近月弧段优于1m。地元分辨率提高,加之轨道降低造成地速增大,致使在100km/15km椭圆轨道上对虹湾极低反射率的月面成像时最长曝光时间不能超过0.6ms。同时又要求相机在100km圆轨上曝光时间为4.5ms时不产生饱和,即CCD立体相机既要满足100km圆轨的全月面立体成像,同时又要满足在100km/15km椭圆轨道上1m成像分辨率的局域高精细探测,从而要求扩大相机的动态范围以及提高探测灵敏度,这些都使嫦娥二号CCD相机的设计、研制难度大幅增加。实际设计与发射前检测表明,嫦娥二号卫星CCD立体相机很好地满足了任务要求。

嫦娥二号卫星大容量存储器设计

根据嫦娥二号月球卫星分别需在100km圆轨道获取分辨率优于10m的月面立体图像,以及在100km/15km椭圆轨道获取分辨率优于1.5m的立体图像需求,设计了NAND型FLASH存储芯片的固态大容量存储器,其存储容量达128Gbit。设计中采用了并行扩展加流水线操作的方式,提高了存储和擦除速率;引入了"簇"的概念,在存储过程中,数据以簇(64kbit)为基本单位,以4级流水线的方式,顺序加载到各自存储区的物理空间中,最高存储速率可达500Mbit/s,满足存储速率256Mbit/s的设计指标。此存储器可同时存储嫦娥二号卫星全部有效载荷的全部科学探测数据和工程参数,以及卫星月球紫外敏感器的图像数据,并支持存储与回放下行数据同时进行。在空余存储空间不足时,可进行自主擦除操作,为下一圈探测数据储备足够的存储空间,另外,也可通过地面指令进行指定块数和时间范围的擦除操作。在轨测试及长期运行结果表明,大容量存储器设计完全满足任务需求和指标要求,有效保障了嫦娥二号任务工程目标和科学目标的实现,也为探月二期后续任务奠定了技术基础。

嫦娥二号卫星技术特点分析

嫦娥二号卫星是我国的第二颗月球探测器,作为探月工程二期的先导星进行飞行试验,并试验探月工程二期的部分关键技术,以深化月球科学探测。文章介绍了嫦娥二号卫星在轨道设计、高灵敏度X频段深空应答机等6方面的技术特点及解决措施。

嫦娥二号卫星轨道设计

嫦娥二号卫星的轨道设计是在充分继承嫦娥一号轨道设计的理论和方法的基础上进行的,并在此基础上做了适应性改进。轨道设计的主要内容包括参数选择、发射窗口、速度增量需求以及嫦娥二号卫星和嫦娥一号卫星不同点的对比,提出了整个飞行轨道的设计思想。

嫦娥一号卫星的初步科学成果与嫦娥二号卫星的使命

嫦娥一号卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心成功发射,2009年3月1日受控落月,在轨运行495d,一共取得了1.37Tbyte的原始科学探测数据,在此基础上生产出4Tbyte科学应用数据产品。通过对这些科学探测数据的初步分析和应用研究,已经获得了包括"我国首次月球探测工程全月球影像图"等在内的一系列科学成果,圆满实现了预期的各项科学目标,为推动我国月球与行星科学的研究和后续月球探测工程的开展奠定了重要基础。嫦娥二号卫星在嫦娥一号卫星取得圆满成功之后,进行了一系列技术改进,作为探月二期工程的先导星,将于今年年底前发射升空。嫦娥二号卫星从发射到第一次近月制动所经历的时间由13d缩短为5d,环月轨道高度由200km降低为100km,CCD相机的像元分辨率由120m提高到10m,激光高度计测量月面高程由1次/s提高到5次/s。嫦娥二号卫星将重点开展对月面着陆区地形地貌的精细探测,试验验证相关关键技术,为探月二期月面软着陆奠定科学和技术基础。

嫦娥二号卫星DOR信号时延计算方法

甚长基线干涉测量可以获取航天器高精度角位置信息，是深空探测的重要测量手段。我国在嫦娥二号（CE-2）卫星上首次搭载了差分单程测距（DOR）信标，用于测量技术测试验证；如何对DOR信号进行处理求取带宽综合时延及如何对解算结果进行验证是本文要解决的重要问题。文中给出了DOR信号相位提取及带宽综合时延计算方法，分析了DOR无模糊解算条件，并给出了精度验证方法。嫦娥二号卫星实测数据分析表明，DOR信号可以获取高精度的时延测量结果，可以应用于后续深空探测。

嫦娥二号还可能完成多项突破——访嫦娥二号卫星总设计师黄江川

在刻苦攻关的1000多个日日夜夜里,黄江川对嫦娥二号卫星产生了深厚的感情。作为卫星总设计师,他把卫星看作自己的＂孩子＂,还把卫星工作的环境——月球也当作自己的＂亲人＂。

嫦娥二号卫星绕日运行轨道分析

嫦娥二号(Chang’e-2)卫星是我国首颗绕日运行的人造行星,文章在给定卫星轨道数据的基础上,对其绕日运行的轨道进行分析。分析了卫星与地球的交会周期,以及一个交会周期内卫星相对地球和太阳的距离变化情况。通过分析得出了嫦娥二号卫星返回地球的速度增量需求和可飞越的目标小行星。分析结果可为嫦娥二号卫星后续任务的论证规划提供参考。

嫦娥二号卫星将于2009年前后发射

据透露．嫦娥二号卫星将于2009年前后发射。 嫦娥二号卫星是嫦娥一号卫星的姐妹星．同样由长三甲火箭发射。嫦娥二号卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高，

嫦娥二号卫星轨道确定与测轨技术

嫦娥二号卫星轨道为运载火箭直接将卫星送入地月转移入口点、近月点100km高度月球捕获型轨道.该类型轨道确定及精度评估是测控需要解决的关键问题之一;X波段测量技术实验数据处理方法及精度评估是测定轨中要解决的另一关键问题.本文针对喷气卸载对转移轨道定轨的影响提出了截短观测弧段以提高轨道解算精度的定轨策略,提出了基于入轨轨道与地月转移第一次中途修正量的入轨点精度评估方法,以及基于渐进重叠弧段的近月捕获轨道精度评估方法,在摄动力分析的基础上给出了100km高环月工作轨道月球重力场模型选用策略.给出了深空相位测量数据处理方法,对X波段测距及DOR数据噪声进行了评估.分析表明,文中给出的定轨策略正确、可行,嫦娥二号卫星在地面控制中心的测控下准确进入环月工作轨道;X波段测量数据处理与精度分析方法正确,测速及时延数据噪声降低70%以上,测轨实验数据精度有显著提高.X波段测轨技术与数据处理方法适用于后续深空探测.

基于嫦娥二号卫星微波辐射计亮温数据反演月壤介电常数

月壤介电常数是当前月球微波遥感探测的基础,是月壤厚度、成分等信息提取不可或缺的参数.为了实现全月介电常数反演,通过对嫦娥二号卫星微波辐射计亮温数据进行时角校正,得到同一时角的全月微波亮温图.全月微波亮温表现出随月球地形、月壤成分及纬度变化的特征.基于校正后的微波辐射亮温,结合辐射传输模型,通过解算相关参数,反演得到3GHz频率下全月介电常数分布.其中,月海地区的介电常数实部高于月陆地区,且月球极地区域介电常数实部偏低;而介电常数虚部则在月海区域和艾肯盆地较高.通过模拟月表介电常数实验对反演结果进行温度校正,得到22℃下全月介电常数.将反演结果和月壤真实样品的介电常数测量值进行比较评价.结果表明介电常数实部相对误差都低于11%;虚部相对误差偏大,但其差值最大仅为0.02.因此,基于嫦娥二号卫星微波辐射计亮温数据反演月表介电常数的方法是可行的.

“嫦娥二号”卫星L2点角动量管理

对"嫦娥二号"(CE-2)卫星进入环绕日地拉格朗日L2点的李萨如轨道后卫星喷气卸载所产生的影响进行了研究。提出了一种利用光压力矩辅助卫星太阳电池翼角度调整进行角动量管理的方法。在轨试验表明,太阳光压强度足够对飞行在L2点环绕轨道上的CE-2卫星进行角动量管理,可以大幅度减少动量轮在轨喷气卸载的次数,有利于CE-2卫星的轨道维持。

“嫦娥二号”卫星CMOS相机技术及应用

"嫦娥二号"卫星上装载了1台降落相机和3台监视相机,相机采用CMOS成像技术,突破了轻小型低功耗高度集成化相机设计技术、自动曝光技术、高速彩色图像静态压缩技术以及开窗和亚采样技术,对月面、卫星太阳翼展开、490N发动机工作以及定向天线展开等卫星关键动作进行了成功拍摄,是中国CMOS成像技术在深空探测领域的首次成功应用,具有重要的里程碑意义和广阔的应用前景。

“嫦娥二号”卫星拓展试验轨道计算中心天体的选取

飞行器的星历积分不可避免涉及中心天体的选取问题。"嫦娥二号"卫星在拓展试验期间处于弱引力区,文章针对拓展试验期间的轨道状态,从受摄运动二体问题角度分析得出适宜选取太阳作为中心天体。进而结合真实力模型情况,使用行星星历表计算行星产生的摄动力,从理论上推导得出在忽略小天体摄动的前提下,由于摄动天体同时对中心天体和飞行器产生摄动作用,以地球为中心天体产生的摄动力类似于潮汐力,而以太阳为中心天体则不然,因而更适宜选取地球作为中心天体计算轨道运动问题。

“嫦娥二号”卫星传回首批深空探测数据

我国第2颗月球探测卫星“嫦娥二号”成功从172万千米外深空传回首批科学探测数据。

万里长空且为“嫦娥二号”舞——“嫦娥二号”系列报道之三

嫦娥二号卫星，是我国自主研制的第二颗月球探测卫星，是整个探月工程二期的技术先导星。它的运行将验证直接地月转移发射、近月制动、环月轨道机动与定轨、X频段深空测控、高精度对月成像等多项关键技术，并为后继的嫦娥三号探月卫星实现成功落月确定最佳着陆点和积累着陆经验。

嫦娥二号试验队员心灵絮语

三年了，又来到了月亮城。飞机抵达西昌，黄江川总师亲来机场接机，深为感谢!到达之晚餐，正值院开民书记来视察工作，举行会餐，气氛热烈，队伍精神状态面貌很好。敬酒之中，发现新面孔很多，一方面说明我们事业后继有人，另一方面也深感队伍之年轻，还需实战之磨练。

基于降落图像匹配的嫦娥三号着陆点位置评估

提出了一种应用着陆器降落相机序列图像和嫦娥二号数字正射影像(DOM)的嫦娥三号着陆点位置评估方法。以高分辨率降落图像上的着陆器位置为基础,通过降落序列图像间的尺度不变特征转换(SIFT)匹配,计算序列图像间的几何转换参数,完成着陆器在低分辨率降落图像上的定位。并通过提取降落图像与嫦娥二号DOM影像上的撞击坑,实现图像间的匹配与几何转换参数的计算,最终得到着陆器在嫦娥二号DOM影像上的位置。通过对比美国"月球勘测轨道器"(LRO)拍摄到的着陆器真实位置,验证了定位方法的有效性,其定位精度在DOM影像1个像素以内。

“嫦娥三号”月球车智能最高 将实现三大创新

中国国家天文6月23日消息称：＂嫦娥二号＂探月卫星今年年内将择日奔月。计划于2013年发射的＂嫦娥三号＂卫星将实现软着陆、无人探测及月夜生存三大创新。