基于聲發(fā)射的高速撞擊源定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著航天事業(yè)的迅速發(fā)展，空間碎片環(huán)境日益惡化，對在軌運行航天器特別是載人航天器的安全運行帶來嚴(yán)重的威脅。實時獲取載人航天器被空間碎片高速撞擊的源定位、損傷模式和損傷程度信息并采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案是保證在軌運行航天器正常工作和載人艙內(nèi)航天員人身安全的必要措施。因此，航天器空間碎片撞擊在軌感知系統(tǒng)的研制以及解決相關(guān)技術(shù)問題是一項迫切需要研究的課題。作為聲發(fā)射技術(shù)的重要功能，聲發(fā)射源定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的重視和研究。本文針對基于聲發(fā)射技術(shù)的空

2、間碎片撞擊源定位技術(shù)的有關(guān)問題進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容包括高速撞擊源定位方法、傳感器幾何陣列技術(shù)、源定位系統(tǒng)等。
　　本文首先研究了高速撞擊源定位的基本方法，接著對影響源定位精度的因素進(jìn)行了全面分析。提出了時差法是基本的源定位方法。最后對三種類型傳感器幾何陣列進(jìn)行了分析，基于這些分析，鉆石陣列提供了最好的源定位精度，如果這種鉆石陣列廣泛布置，大部分檢測區(qū)域就有很好的定位精度。
　　基于高速撞擊聲發(fā)射信號特征，采用第一次過門檻

3、值定位方法對高速撞擊源定位進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：通過過門檻定位方法，高速撞擊源定位能夠獲得穩(wěn)定的定位結(jié)果，更加適用于工程應(yīng)用。
　　空間碎片高速撞擊源定位系統(tǒng)的研制是將撞擊源定位等關(guān)鍵技術(shù)研究成果進(jìn)行工程化的一個重要環(huán)節(jié)之一。通過硬件研制與軟件編制，構(gòu)建了基于聲發(fā)射技術(shù)的空間碎片高速撞擊源定位系統(tǒng)，具備了高速撞擊聲發(fā)射信號采集、特征分析與提取和撞擊源定位等功能。以航天器和防護(hù)屏結(jié)構(gòu)常用的鋁合金板為對象，在實驗室進(jìn)行了驗證。