着陆器倾斜状态对伽玛关机敏感器测高精度的影响分析

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1、第36卷第5期航天返回与遥感2015年10月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING29着陆器倾斜状态对伽玛关机敏感器测高精度的影响分析12111沈超王晓博罗伟吴世通黄伟（1北京空间机电研究所，北京100094）（2北京华航无线电测量研究所，北京100013）摘要伽玛关机敏感器是月球着陆探测器的低高度敏感器，为了获得在3m左右高度时敏感器的测高精度，文章以着陆模拟器为试验载体，进行了伽玛关机敏感器在着陆器不同倾斜状态下的静态吊高试验，分析了着陆器不同倾斜角度以及水平状态时的计数率差异和关机

2、高度变化情况。通过试验数据分析，获得了伽玛关机敏感器在3m左右的测高精度，着陆器倾斜状态引起的测高精度误差绝对值不大于5.3%。关键词倾斜伽玛关机敏感器测高精度空间探测中图分类号:V448.233文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)05-0029-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.05.004AnalysisofImpactonγ-SensorAccuracyofTiltPositionofLunarLander12111SHENChaoWANGXiaobo

3、LUOWeiWUShitongHUANGWei（1BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）（2BeijingInstituteofRadioMeasurement,Beijing100013,China）AbstractTheγ-sensorrealizeslowaltitudedetectingforthelunarlander.Toabtaintheaccuracyofaltitudedetectingattheheig

4、htofabout3m,thesimulatorlanderisusedtodotheexperimentswithdifferenttiltpositions,andthedifferenceofthefrequencyandtheshutdownheightbetweentiltandhorizontalstateismeasured,too.Byanalysis,theaccuracyofaltitudedetectingwithdifferenttiltpositionattheheightofabout

5、3misachieved.Theerrorcausedbytiltingisnotgreaterthan5.3%.Keywordstilt;γ-sensor;altitudedetecting;accuracy;spaceexploration0引言“嫦娥三号”探测器实现了月球着陆，为我国探月工程的采样返回和载人登月奠定了重要基础。由于月球没有大气，月球着陆器在月面着陆过程中无法利用降落伞实现减速，只能利用制动发动机的主动[1]方式实现减速，并采用机械式软着陆缓冲机构实现月面着陆。为实现月球着陆器的着陆稳定性，需

6、通[2]过各种敏感器来辅助实现，如多普勒雷达、雷达高度计、激光高度计、CCD相机等着陆敏感器。俄罗[3]斯研制的“KAKTUS”伽玛高度计是一种低高度敏感器，已成功应用在联盟TM飞船；美国NASA的“自动登陆和危险避免技术”（ALHAT）项目正在研究雷达敏感器和激光高度计方面的新技术，以实现收稿日期：2015-05-0530航天返回与遥感2015年第36卷[4-8]月球着陆器100m~20km范围内的高度测量；此外，美国在进行Apollo航天器着陆技术研究时曾进行触杆式敏感器的测试，航天器降落过程中在触杆触地瞬间

7、发出反推火箭点火信号，该触杆也是一种低高[3,9-10]度敏感器。我国自主研制的伽玛高度控制装置已成功应用于“神舟”号载人飞船，能实现0~20m低高度范围内的精确高度测量，当返回舱降落至离地面1m左右高度时，伽玛高度控制装置能给反推发动机点火指令，从而实现返回舱的缓冲降落。伽玛关机敏感器的作用也是实现低高度的测量，其工作原理与伽玛高度控制装置相同并已成功应用于“嫦娥三号”探测任务。伽玛关机敏感器安装于着陆器底板，其功能是在着陆器缓速下降至距月面3m左右高度时给出制动发动机关机指令，从而使着陆器以自由落体的方式实现

8、安全着陆。虽然伽玛关机敏感器与伽玛高度控制装置的工作原理相同，但是伽玛高度控制装置的应用环境是地面大气环境，而伽玛关机敏感器的应用环境是月球真空环境，其测高精度受返回舱或着陆器载体的不同和γ源剂量的不同会有很大影响，且伽玛高度控制装置仅针对返回舱1m左右高度的测高精度进行了试验测量，对3m左右高度的测高精度没有试验参考数据。文献[11]中提到当航天器纵轴与地面不垂直时会造