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空間光電精密測量技術(shù)為天舟一號保駕護(hù)航


時間:2017-04-24 作者:五五
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近日,由長征七號運載火箭搭載,我國自主研制的第一艘貨運飛船天舟一號成功發(fā)射升空。按計劃,天舟一號入軌后,將與天宮二號空間實驗室先后進(jìn)行3次交會對接、3次推進(jìn)劑補給以及空間科學(xué)和航天技術(shù)等多領(lǐng)域的實驗項目。此次任務(wù)中,天舟一號配置的遙操作攝像機(jī)和交會對接激光雷達(dá)均為中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制。

另外,由光電所研制的光電測量跟蹤設(shè)備作為火箭升空測控系統(tǒng)的重要組成部分,對長征七號運載火箭進(jìn)行軌跡測量和實況記錄,獲取了高質(zhì)量圖像及精準(zhǔn)測量數(shù)據(jù),發(fā)射畫面被各大中央級媒體在實況直播中引用。


光電所光電測量設(shè)備獲取圖像

422日,天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室首次交會對接順利完成,為后續(xù)開展推進(jìn)劑在軌補給試驗,即“太空加油”提供技術(shù)保證。光電所研制的遙操作攝像機(jī)和激光雷達(dá)作為姿態(tài)軌道控制分系統(tǒng)的重要測量設(shè)備,在軌工作良好,交出了圓滿的答卷。

由光電所研制的交會對接激光雷達(dá)ATP分機(jī)安裝于天舟一號,從中遠(yuǎn)距離捕獲天宮二號,實現(xiàn)對天宮二號的高精度跟蹤,并在整個交會對接過程中,實時獲取天宮二號與天舟一號的相對距離、速度、角度、角速度等運動狀態(tài)信息,為飛船姿態(tài)、速度控制提供有力支撐,確保天舟一號與天宮二號圓滿完成首次精準(zhǔn)對接。

遙操作攝像機(jī)同樣安裝于天舟一號艙外,它具備圖像實時壓縮解壓、雙視場觀測、低時延控制、復(fù)雜光照下成像等功能,將在天舟一號與天宮二號交會對接的最后平移靠攏段(約140米以內(nèi))一展身手。遙操作攝像機(jī)以視頻速率拍攝天宮二號圖像并進(jìn)行實時壓縮,通過無線鏈路通道將壓縮數(shù)據(jù)傳至天宮二號,天宮二號解碼復(fù)原圖像并最終顯示于儀表顯示器,測量信息傳遞給飛船GNC分系統(tǒng)(控制分系統(tǒng))支持自主交會對接,同時還將信息下傳地面控制人員進(jìn)行監(jiān)視及支持人工干預(yù)。科研人員介紹,遙操作攝像機(jī)研發(fā)難點包括適應(yīng)遠(yuǎn)近距離的雙視場設(shè)計及太空復(fù)雜光照環(huán)境下的成像能力,本次對接在陽照區(qū),遙操作攝像機(jī)在30米后近距離捕獲圖像優(yōu)異,調(diào)光算法經(jīng)受住了考驗,為交會對接任務(wù)順利完成提供了完備的技術(shù)保障。

近年來,光電所致力于空間光電精密測量技術(shù)發(fā)展,在空間觀測相機(jī)、空間交會對接測量激光雷達(dá)等方面均具備了一定研究基礎(chǔ)和優(yōu)勢,并多次參與了探月工程、載人航天、火星探測、北斗二代導(dǎo)航等一批國家重大專項航天任務(wù)。

據(jù)悉,光電所設(shè)備還將參與天舟一號和天宮二號后續(xù)交會對接任務(wù)。


遙操作攝像機(jī)捕獲圖像

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