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空间交会与对接技术:测量系统

2012-06-13 15:47:35 来源:中国载人航天工程网
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测量系统

先进的测量系统可以称作是航天器间进行交会与对接时的眼睛。

苏联/俄罗斯飞船与空间站对接使用的交会测量系统最早叫“针”,后来增加了数字计算机又改名为“航向”。“航向”测量系统具有可靠性高、作用距离远的特点,尤其是不需要庞大的“和平”号空间站作任何机动和姿态变化,航天员也可借助显示器和键盘进行手动控制。该系统在中远距离采用S频段微波雷达,近距离有激光测距仪、目视光学瞄准器。其S频段微波雷达装在飞船上,包括自动导引头、测距仪和径向速度测量装置;空间站上设有信标、应答机和通信设备等相应的搜索、捕获定向敏感器。“航向”系统共有9部天线组成搜索捕获和跟踪测量系统(追踪航天器上5部,目标航天器上4部),其中6部天线用于搜索捕获和初定向,1部用于停靠阶段定向,2部用于相互跟踪、相对运动测量和停靠阶段定向。用于搜索的天线为螺盘天线,用于跟踪的为抛物面天线。

美国“双子星座”飞船与“阿金纳”火箭对接,使用的交会测量系统为L频段非相干脉冲微波交会雷达、目视光学瞄准器。其中雷达作用距离为150米~450千米,目标航天器上安装应答机,由航天员通过光学瞄准器以手控方式进行交会与对接操作。美国“阿波罗”飞船指令舱与登月舱对接, 使用的交会测量系统为X频段单脉冲连续波雷达、目视光学瞄准器。“阿波罗”与“联盟”飞船对接也采用这套测量系统。美国航天飞机与空间站对接,使用的交会测量系统是Ku频段脉冲多普勒雷达、目视光学瞄准器。它具有通信、收发功能,作用范围为30米~220千米,但接近与对接仍由手动完成。

近年来,激光雷达因具有可固化、重量轻、体积小,以及测量精度高、易于测量相对姿态的优点而倍受青睐。但目前它在国际交会与对接中尚处于试验阶段。而GPS导航定位技术相对成熟,已对空间交会与对接提供了有力的支持。

来源:中国载人航天工程网 编辑:宁波

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