嫦娥五号探测器多舱段间接力式校时及误差控制方法
2021-10-19程慧霞董振辉
兰 天,程慧霞,郭 坚,穆 强,董振辉
(北京空间飞行器总体设计部,北京 100094)
0 引 言
为实现月球采样返回,设计、建造了嫦娥五号探测器[1-2]。作为中国有史以来最复杂的航天器,嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器、上升器共四个舱段组成,四个舱段从下向上采用串联方式组成多舱段组合体[3-5]。在发射、进入、采样、转移、返回整个飞行过程中,舱段间以不同组合方式实现相应动作,既要求各舱段能独立实现特定功能,又要求舱段间能够相互配合工作。在任务对重量、功耗的特殊限制条件下,为满足探测器内数据智能化、网络化交互需求,充分借鉴现有多舱段复杂航天器信息网络设计经验[6],全新设计了多舱段间信息流、控制流协同管理的信息网络[7]。
高精度时间统一是航天器内部以及航天器与地面之间协同动作的必要条件。对航天器时间通常有两方面的要求:时间稳定性与时间准确性[8-9]。可使用高稳定度晶振、搭载原子钟等手段确保时间的稳定性。在全球卫星定位系统(Global positioning system,GPS)中,普遍搭载了铯(Cs)原子钟或铷(Rb)原子钟[10]。为实现观测结果与观测时间的高精度对应,欧空局(European space agency,ESA)在Gaia天文望远镜上也使用了高稳晶振和Rb钟[11]。
为确保时钟准确性,首先在系统中选择稳定度高的时钟作为时间基准,再通过时间同步手段使系统中其他时钟对准时间基准。在深空探测领域,基于行星际互联网(Interplanetary internet,IPN)的网络化时间同步是研究的一个热点[8-9],将地面网络中成熟的时间同步协议,如网络时间同步协议(Network time protocol,NTP)、精确时间同步协议(Precision time protocol,PTP)[12]等向空间网络移植是重点研究方向。……
