深空撞擊探測是深空探測任務的一個重要分支,也是近些年來深空探測的熱點。深空撞擊探測一般是相對于小行星而言的。小行星的規(guī)模比大天體的體積要小幾十甚至幾百倍,這就對深空撞擊探測器的精度、準確性和自主導航能力提出了較高要求。深空撞擊探測器研制和發(fā)射的經濟成本和人力成本都是異常昂貴的,所以提高每次深空撞擊探測任務的精度,減少故障率是必然要求。然而,通過實際深空實驗的方式對深空撞擊探測器進行測試是不現實而且成本昂貴的,地面實驗成為唯一低成本且效果合適的測試方式。針對深空撞擊探測器的地面模擬仿真測試,本文設計了一套深空撞擊探測器運動仿真系統(tǒng),實現對深空撞擊探測器的地面仿真測試。本文首先對深空撞擊探測中的基本理論進行了介紹,然后對系統(tǒng)的方案進行了設計,同時針對方案設計對硬件的選型進行了闡述,最后完成了對深空撞擊探測器運動仿真系統(tǒng)硬件平臺的搭建。本文分析了深空撞擊探測仿真測試困難的原因,結合深空撞擊探測過程中需要重點驗證的項目,設計出了四套軟件系統(tǒng)。它們分別是主控系統(tǒng)、行星目標動態(tài)模擬系統(tǒng)、探測器軌跡仿真系統(tǒng)、行星目標圖像處理系統(tǒng)。其中主控系統(tǒng)與深空撞擊探測器內部高度集成化的電子設備通信,對內部電子設... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

火星96實物圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-擊器[20]。撞擊器的結構如圖1-2所示，可以看到撞擊器中電子設備較密集且精度要求比較高。為了保證撞擊器的撞擊精度以及獲取數據的效率，英國針對這些做了很多模擬實驗，為實際的深空探測提供工程上的支持。圖1-2“撞月探針撞擊器”內部結構模擬圖中國的航天工程起步較歐美國家晚，其中載人航天一直是重點，所以在深空探測這一塊內容還比較少，探索也是在初步階段。2011年，中國曾與俄羅斯合作，發(fā)射過“螢火一號”探測器，但是由于技術力的限制，沒有離開地球就在大氣層被焚毀。其中“嫦娥”系列是中國研究最成功的深空探測器系列，它們承載著多項探測任務，也都圓滿完成。針對撞擊探測這種探測模式，中國的研究還在理論階段，其中上海衛(wèi)星研究所的月球穿透器[21]和中國空間技術研究院的火星穿透器[22]是最具代表性的兩個研究成果。綜上所述，國外對深空撞擊探測領域的研究比較早，研究成果也比較豐富。特別是美國和俄國，他們對深空撞擊探測的研究已有幾十年的歷史，技術力比較雄厚。但是在他們研究的過程中也不是一帆風順的，發(fā)射的失敗和登陸之后失聯是常有的事。由于深空環(huán)境的未知性和深空撞擊探測的高精密性，保證深空撞擊探測能夠正確實施的地面實驗和測試驗證就成了深空撞擊探測重要的一環(huán)。1.2.2星背景模擬研究現狀在進行深空探測時，需要根據恒星、行星等信息來確定探測器的姿態(tài)信息和位置信息，根據這些信息來對探測過程進行指導，這些信息的精度極大地影響了探測器的導航精度[23]。在提供這些信息的設備中，以通過恒星確定姿態(tài)位置的星敏感器擁有最高精度。星敏感器也稱導航敏感器。在深空探測的不斷發(fā)展中，對星敏感器的精度要求越來越高，這就使得星敏感器的地面測試要求越來越高[24]。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-21-2.4.2.3交換機選型本文中，交換機采用華為的千兆口交換機。具體參數如下：下行端口為24個10/1000Base-TX以太網端口，上行端口與下行口共用，MAC地址表為8KMAC，額定電壓為100V~240VAC，功耗小于14.2W。圖2-12交換機實物圖2.4.3硬件平臺搭建通過對系統(tǒng)設計的闡述，完成了對主要硬件平臺的搭建。這些硬件平臺包括深空撞擊探測器運動仿真系統(tǒng)和外部的數據輸入系統(tǒng)，是實驗的基礎平臺。圖2-13六自由度運動平臺圖2-14深空撞擊探測器運動仿真系統(tǒng)硬件平臺圖2-13是六自由度運動平臺，撞擊探測器在仿真時會被放置在六自由度運動平臺的白色云臺上，通過六自由度運動平臺帶動撞擊探測器進行運動。六自由度運動平臺可以通過導軌進行前后左右的運動，也可以通過機架進行上下的運動，同時白色的云臺也可單獨旋轉。圖2-14是深空撞擊探測器運動仿真系統(tǒng)的硬件平臺。系統(tǒng)的內部通信通過

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3288835