先进纳型卫星设计制造及应用
报送单位:清华大学 推荐单位:清华大学

支撑项目(平台):863计划项目:2012AA121503;2013AA122601;2012AA120603

参与单位:清华大学

所属学科:仪器科学与技术

主要贡献者:尤政,邢飞,张高飞,赵开春,周斌,陶晋,任大海,王晓峰,赵嘉昊,王健,李滨,孟子阳,阮勇,吕建华

成就简介:纳型卫星是世界各国现代技术竞争的战略高地。本项目从纳卫星整体设计制造、微型化MEMS 器件研制以及商用器件的高性能应用三个层次开展研究,形成了具有自主知识产权纳型卫星等系列新技术、新方法、新产品和新应用。

  1.主要技术创新点 
  1)纳型卫星总体设计研制及在轨高效运行技术 针对纳型卫星资源受限而无法长期高性能在轨工作的难题,提出并建立了以最小系统为核心,以即插即用为手段的集中式、开放型设计理念,构建由能源、遥测遥控与射频模块组成的高可靠集中式最小系统,确保了其在轨有效工作;基于现代总线和即插即用技术实现了复杂功能系统的灵活配置和高性能扩展。在纳型卫星上实现10 米级的位置确定、角秒级的姿态测量和 0.005°/s 的三轴稳定控制,是其完成高性能任务的核心保障。 
  2)微型高性能核心器件与部件技术 
  提出了基于微纳米技术的微型储能器、开关、磁强计、陀螺等星上核心功能器件的新方法、新技术,首次实现了国产化 MEMS 器件的在轨应用。设计并研制了扭摆谐振式 MEMS 磁强计、带应力抑制和振动隔离 MEMS 陀螺和倾斜触点结构的 MEMS 开关,首创标度因数自补偿方法,提高了全温范围内 MEMS 器件空间适应性;提出基于微纳米多孔复合薄膜的电容式储能方法,解决了在轨频繁充放电等带来能源系统寿命下降的难题。 
  3)高性能微纳敏感器与智能载荷技术 
  突破了卷帘成像、多视场复用、非合作目标识别测量等多项关键技术,研制出了重量 50g,功耗 0.5W,精度优于5“的惯性姿态敏感与空间多目标一体化测量系统,成功解决了我国首颗绕月编队超长基线测量的核心难题。提出同时星空成像技术实现遥感系统亚秒级自标定和角秒级互标定,极大的提高了成像精度和标定自主性。 
  2.成果产生的价值 
  研制的NS-2 纳型卫星及系列功能组件和产品,已在吉林一号星座、欧比特遥感星座、绕月编队星座等30 余颗卫星上进行了 100 多台套的应用。形成的 50 余项发明专利在中科院长春光机所、北京天银星际公司等单位实现技术转移与成果转化。出版专著2 部,发表SCI 文章60 篇,实现经济效益超过亿元。 

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