嫦娥五号探测器GNC系统设计

为实现我国首次月球样品无人采样返回任务,设计了嫦娥五号(Chang’E-5)探测器制导、导航与控制(GNC)系统.根据任务要求和探测器特点,GNC系统设计分为轨道器GNC子系统、返回器GNC子系统和着上组合体GNC子系统.给出了嫦娥五号探测器GNC系统的架构设计、工作模式以及在轨飞行结果.结果表明,GNC系统设计正确,成功完成了动力下降、起飞上升、交会对接、返回再入等关键动作,实现了月球表面起飞上升、月球轨道交会对接以及携带月壤以近第二宇宙速度二次再入返回的三项首次任务,各项功能性能满足任务要求.

飞行器再入时GNC系统一体化仿真研究

首先建立了飞行器再入时制导、导航和姿控GNC系统一体化的六自由度数学仿真模型。然后对如何消除控制系统和运动方程的交连影响和导航误差给落点精度带来的影响进行了分析和讨论，同时还研究了六自由反弹道计算对导引和制导规律的影响。最后对飞行器再入时如何将制导、导航和姿控系统组合在一起进行六自由度数学仿真进行了分析和研究，并讨论了一体化数学仿真可解决的一些问题。

空间站大规模复杂控制软件基于数据池的软件框架设计

针对复杂航天任务中控制软件不断增长的规模和复杂度带来的问题,对国外先进航天航空机构软件架构设计经验和最佳实践进行了调研,基于此对空间站大规模复杂航天器控制软件的通用框架设计进行研究,提出了一种基于数据池的软件框架设计方法,解决了空间站大规模复杂控制软件多舱段多机多总线资源管理和可扩展性的难题,实现了软件复杂的底层通信与上层应用处理之间的数据隔离和解耦,有效提高了软件复用率和可扩展能力。

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。

“嫦娥二号”月球探测卫星关键技术解析

作为探月工程二期先导星,嫦娥二号卫星将试验探月工程二期部分关键技术,深化月球科学探测;并首次使用X波段深空应答机技术,重点解决低信噪比的载波捕获与跟踪以及在解调损耗紧张、低信噪比条件下保持较高的灵敏度等关键技术;通过四点轨道设计上面的变化对卫星总体设计、各分系统适应性方面将带来全局性影响;利用4台集成了多种先进技术的小相机获得的图像,可为整星提供重要的数据资料,并有利于探月工程成果的展示和宣传,激励人们了解航天、参与航天、热爱航天的热情;同时不仅创造出GNC系统三大创新点,且在嫦娥一号卫星故障预案的基础上不断增加或重新修订,共形成106个故障预案。