廖 航 彭建国 周 鑫

(四川航天计量测试研究所，四川成都 610000)

1 引 言

在国家建设航天强国的战略思想指导下，中国航天事业正有序加速推进，已具备长期飞行、进行空间科学实验的技术条件。

在轨质量测量仪作为货运保障分系统重要便携手持设备，主要用于在轨微重力环境下的货包质量测量，在货运飞船撤离空间站时，为货舱内货物配平提供数据。为确保在轨质量测量仪在轨测量精度，上行前需进行地面校准。由于空间无重力场环境，无法使用常规校准方法和设备获取质量，测量不确定度不适用于实际情况，因此需要根据在轨质量测量仪设计原理、使用环境及测量对象，开展地面校准方法研究。

2 在轨质量测量仪地面校准方法

2.1 在轨测量原理及使用方法

微重力环境下物体质量测量面临以下问题。

1)常规地面测量方法均基于稳定重力场环境，而空间无重力场环境；

2)微重力环境下物体质量测量方法及校准技术存在能力短板；

3)基于在轨实际使用需求，测量设备需满足高精度、低功耗、轻量化的工程要求。

为解决上述问题，可使被测物体运动，通过测量与物体质量相关的物理量推算出物体质量。目前，国内外在轨实现质量测量的主流研究和使用方法有：利用振动原理、动量定理、牛顿第二定律和离心力原理四大类。

2.1.1

根据质量-弹簧系统自由振动的周期与总质量，满足式(1)可以计算出被测物体质量。目前通过飞行验证的质量测量设备有IM(俄)、BMMD(美)、SMMI(美)、SLAMMD(俄)。……