孙兴亮 梁鲁 田林 黄震 杨雷

(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京 100094)

随着航天技术的发展和应用前景的日益广泛，对航天器整体管理水平和使用效率提出了越来越高的要求，在轨航天器寿命期间的管理和维护已成为受到日益关注的工作。推进剂剩余量测量是航天器在轨管理的一个重要组成部分，推进剂耗尽就意味着航天器寿命结束，推进剂剩余量的高精度测量和推进剂耗尽时间的准确预报，对航天器的飞行姿态控制、任务规划、在轨管理和受控离轨都具有非常重要的支持作用。实现高精度的推进剂剩余量测量，可充分地利用航天器携带的推进剂，从而获得显著的应用和经济效益，因此开展航天器推进剂剩余量测量精度研究分析很有必要和意义，尤其是对于配置大容量贮箱携带大量推进剂的航天器。

按照空间航天器推进剂剩余量测量原理的不同，一般适合空间应用的液体推进剂剩余量测量方法可以分为3类：①基于推进剂体积测量的气体定律法(简称PVT法)、体积激励法、气体注入法(又称压力激励法)和气体循环激励等方法；②基于推进剂质量测量的流量计、簿记(Book Keeping，BK)、热容量等方法；③基于航天器加速度计输出的加速度计法[1-2]。前期工程上常采用簿记法、气体定律法或二者相结合的方法进行推进剂剩余量预测[3-5]，但两种常用的测量方法测量精度有限，同时测量精度受推进系统配置状态和稳定性影响较大，且不能测量并联贮箱系统中单个贮箱中的推进剂剩余量，难以适应航天器并联贮箱布局推进系统、也难以满足高精度推进剂剩余量测量要求[6-9]。……