天琴计划简介 被引量：29

1

作者 罗俊 艾凌皓 +160 位作者 艾艳丽 安子聪 白伟钢 白彦峥 包佳慧 曹斌 常文博 陈琛 陈厚源 崔凯 单莹 丁延卫 段会宗 范会敏 范磊 范纹彤 范霄 冯文凡 付新菊 付瑜亮 高晨光 郜青 高添泉 高鑫 高永新 龚云贵 谷德峰 辜凌云 郭兴 韩西达 何芸 胡一鸣 胡越新 胡展 黄顺佳 黄祥青 黄潇博 纪沐婕 蒋贇 焦磊 靳鸿鸣 康小明 匡双阳 雷卫华 李程远 李洪银 李珏 李康康 李萌 李明 黎明 李涛 李霄栋 李语强 李祝 李竹溪 黎樽彪 练军想 梁正程 林伟 凌晨 刘辉 刘佳恒 刘建平 刘力 刘祺 刘尚飞 刘胜前 刘帅 刘旭辉 刘雁冲 刘源 龙江 龙军 陆璐 罗成健 骆颖欣 马波 梅健伟 孟云鹤 明珉 牛翔 潘加键 庞爱平 彭慧生 屈少波 区子维 任亮亮 申荣锋 沈岩 石常富 宋佳凝 宋培义 索晓晨 谭柏轩 谭定银 檀庄斌 涂良成 王成 王铖锐 王凤彬 王海天 王继河 王凌风 王尚胜 王泰卜 汪旭东 王炎 汪洋 汪一萍 王智钊 魏东东 文明轩 吴庆文 吴勤勤 吴书朝 吴先霖 夏冰 夏旭 肖青 肖小圆 谢宁 徐家豪 颜浩 闫勇 杨铖 杨诚鋆 杨涓 杨列 杨山清 叶伯兵 叶贤基 叶小容 尹航 于达仁 袁慧敏 曾明 张才士 张德轩 张建东 张静怡 张锦绣 张居正 张开 张蜡宝 张立华 张涛 张鑫 张鑫2 张雪峰 赵宏超 赵玥 赵泽伟 周鸿博 周金灵 周立祥 周泽兵 朱凡 朱炬波 訾铁光 邹远川 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-19,共19页

天琴计划预期于2035年左右发射并部署边长约17万公里的等边三角形卫星星座,构成一个引力波天文台—天琴。天琴将对10^(-4)~1 Hz频段的引力波进行探测,为人类描绘一幅更全面的宇宙图景。在本文中,我们对天琴计划的背景和提出过程、天琴... 天琴计划预期于2035年左右发射并部署边长约17万公里的等边三角形卫星星座,构成一个引力波天文台—天琴。天琴将对10^(-4)~1 Hz频段的引力波进行探测,为人类描绘一幅更全面的宇宙图景。在本文中,我们对天琴计划的背景和提出过程、天琴的主要探测对象和主要科学目标、天琴需要攻克的核心关键技术问题、天琴计划技术路线图及进展等进行介绍,以方便更多人加入这一项富有挑战而又激动人心的工作。 展开更多

关键词 天琴计划 空间引力波探测 引力波

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静电悬浮加速度计在轨质心位置的最小二乘估计 被引量：8

2

作者 李洪银 屈少波 +2 位作者 白彦峥 吴书朝 周泽兵 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期897-902,共6页

本文使用国内首次搭载飞行的静电悬浮加速度计在轨数据与卫星姿态数据,对加速度计与卫星质心的相对位置进行了估计测量.文中分析得到,在卫星姿态机动时,加速度计的输入加速度主要来自于离心加速度及角加速度引入的线加速度.结合卫星姿... 本文使用国内首次搭载飞行的静电悬浮加速度计在轨数据与卫星姿态数据,对加速度计与卫星质心的相对位置进行了估计测量.文中分析得到,在卫星姿态机动时,加速度计的输入加速度主要来自于离心加速度及角加速度引入的线加速度.结合卫星姿态机动时陀螺仪的测量数据,使用最小二乘法对加速度计质心位置的三个分量进行了联合估计.结果表明:质心位置的估计精度达到约6 mm水平,主要受限于卫星平台条件和加速度计测量精度限制.利用本文方法对未来重力卫星任务进行了分析,若使用精度为1×10^(-10)m·s^(-2)加速度计以及2角秒分辨率的星敏感器,可将质心位置估计精度提高至4.6×10^(-6)m水平. 展开更多

关键词 重力卫星 静电悬浮加速度计 质心偏差 参数拟合 最小二乘估计

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高精度空间加速度计及其应用 被引量：14

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作者 白彦峥 田蔚 +2 位作者 周泽兵 吴书朝 涂海波 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期601-606,共6页

高精度空间加速度计不仅可以用来测量航天器受到的非引力,例如航天器受到地球的热辐射压力、太阳辐射压力、大气阻力等,而且还可以作为惯性参考用来改善航天器的微重力水平,即对航天器进行无拖曳控制.通过对开环加速度计基本工作原理的... 高精度空间加速度计不仅可以用来测量航天器受到的非引力,例如航天器受到地球的热辐射压力、太阳辐射压力、大气阻力等,而且还可以作为惯性参考用来改善航天器的微重力水平,即对航天器进行无拖曳控制.通过对开环加速度计基本工作原理的研究,概述了高精度空间加速度计的发展趋势和现状,介绍了几种不同类型的高精度空间加速度计,重点讨论了其在地球科学和空间基础物理研究中的应用. 展开更多

关键词 空间加速度计 惯性传感器 卫星重力测量 空间引力实验

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天琴惯性传感器初步设计思考与进展 被引量：8

4

作者 李洪银 刘雁冲 +9 位作者 王铖锐 白彦峥 刘力 吴书朝 屈少波 谭定银 尹航 李竹溪 杨山清 周泽兵 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期186-193,共8页

介绍了引力波探测任务中惯性传感器的需求、工作原理和发展,重点讨论了LISA Pathfinder卫星惯性传感器的研究进展。对比天琴计划需求分析,讨论了天琴惯性传感器的设计要点,在此基础上给出了天琴惯性传感器的初步设计和噪声分析。最后,... 介绍了引力波探测任务中惯性传感器的需求、工作原理和发展,重点讨论了LISA Pathfinder卫星惯性传感器的研究进展。对比天琴计划需求分析,讨论了天琴惯性传感器的设计要点,在此基础上给出了天琴惯性传感器的初步设计和噪声分析。最后,介绍了天琴一号惯性传感器在轨测量结果和后续研究计划。 展开更多

关键词 惯性传感器 引力波探测 天琴计划

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产生匀强磁场的球状线圈设计 被引量：5

5

作者 殷恭维 唐列娟 +1 位作者 吴书朝 林钢 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期2-6,共5页

根据Biot-Savart定律和磁场叠加原理,提出了一种产生匀强磁场的三维正交球状反馈线圈系统的设计方法。为分析该系统内部的磁场分布,建立了球状线圈内磁场分布的数学模型,并讨论了其磁场分布、分布均匀度与线圈匝数,线圈间距和有关参数... 根据Biot-Savart定律和磁场叠加原理,提出了一种产生匀强磁场的三维正交球状反馈线圈系统的设计方法。为分析该系统内部的磁场分布,建立了球状线圈内磁场分布的数学模型,并讨论了其磁场分布、分布均匀度与线圈匝数,线圈间距和有关参数之间的关系。分析结果表明球状线圈能在较小的几何尺度内产生较大范围的均匀磁场,可根据磁传感器几何尺寸和对匀强磁场均匀度的需求,利用此设计方法确定球状线圈的线圈匝数和线圈间距等绕制参数,实现磁传感器的磁场反馈。 展开更多

关键词 磁场 球状线圈 均匀度 Biot—Savart定律 叠加原理

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垂直摆倾斜仪灵敏度标定方法研究 被引量：11

6

作者 施志龙 吴书朝 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2007年第4期63-64,共2页

采用精度高达4.8×10-8rad的自准直仪作为倾斜标定基准,我们首次提出并实现了利用压电陶瓷(PZT)和自准直仪联合标定高精度垂直摆倾斜仪的方法。这是一种直接标定方法,并综合利用了PZT和自准直仪的优点:PZT直接让倾斜仪产生一个倾斜... 采用精度高达4.8×10-8rad的自准直仪作为倾斜标定基准,我们首次提出并实现了利用压电陶瓷(PZT)和自准直仪联合标定高精度垂直摆倾斜仪的方法。这是一种直接标定方法,并综合利用了PZT和自准直仪的优点:PZT直接让倾斜仪产生一个倾斜变化,同时用自准直仪直接测量这一倾斜变化又克服了PZT压电系数不准确的缺点。与间接标定方法相比,由于减少了中间参数的转换,因而其标定结果更加可信。 展开更多

关键词 倾斜仪 灵敏度 标定 压电陶瓷(PZT) 自准直仪

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基于八对差分电容极板的静电悬浮加速度计的设计 被引量：2

7

作者 胡明 白彦峥 +2 位作者 祝竺 吴书朝 周泽兵 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期154-159,共6页

针对GOCE重力梯度卫星中使用的静电悬浮加速度计,对其采用的八对电容极板冗余设计的位移传感与反馈控制组合策略进行了讨论,并分析了其相对于CHAMP和GRACE重力卫星中使用的同类型加速度计的可靠度改善程度。

关键词 静电悬浮加速度计 卫星重力测量 可靠性 冗余设计 重力梯度卫星

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摆式加速度计零偏测量中安装误差的分析 被引量：2

8

作者 屈少波 吴书朝 周泽兵 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第5期69-72,共4页

在利用精密分度头测量摆式加速度计的零偏过程中,安装误差是一项主要误差。计算结果表明:若分度头盘面与重力方向之间存在夹角,且摆式加速度计的摆轴与分度头转轴之间存在夹角ψ,则由这2个安装角度误差所引起的零偏测量误差为ψg(其... 在利用精密分度头测量摆式加速度计的零偏过程中,安装误差是一项主要误差。计算结果表明:若分度头盘面与重力方向之间存在夹角,且摆式加速度计的摆轴与分度头转轴之间存在夹角ψ,则由这2个安装角度误差所引起的零偏测量误差为ψg(其中,g为重力加速度)。这一结果对零偏测量实验中的安装操作具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 摆式加速度计 零偏 分度头 安装误差

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论折叠摆对地壳振动的响应特性 被引量：3

9

作者 范淑华 吴书朝 罗俊 《地壳形变与地震》 CSCD 1997年第2期41-47,共7页

通过简化的折叠摆模型，深入研究了折叠摆对地壳振动的响应特性。理论分析表明，折叠摆不仅对地倾斜固体潮的响应非常灵敏，而且具有明显的抗外界振动干扰的能力。如果采用精密红外位移传感和负反馈控制技术，折叠摆测量倾斜潮的灵敏度... 通过简化的折叠摆模型，深入研究了折叠摆对地壳振动的响应特性。理论分析表明，折叠摆不仅对地倾斜固体潮的响应非常灵敏，而且具有明显的抗外界振动干扰的能力。如果采用精密红外位移传感和负反馈控制技术，折叠摆测量倾斜潮的灵敏度可望达到１０－１０ｒａｄ。 展开更多

关键词 固体潮 折叠摆 响应特性 地震预报 地壳运动

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一种基于TMS320F2812的数据采集系统 被引量：11

10

作者 吕雪锋 吴书朝 《工业控制计算机》 2006年第1期12-13,共2页

为了满足有些科学实验由于现场条件的限制对数据采集系统的体积、功耗以及可靠性等方面所提出的较高要求,设计了一种基于TI公司生产的DSP芯片TMS320F2812的实时数据采集系统,该系统可对科学实验中仪器所输出的模拟电压信号进行实时的采... 为了满足有些科学实验由于现场条件的限制对数据采集系统的体积、功耗以及可靠性等方面所提出的较高要求,设计了一种基于TI公司生产的DSP芯片TMS320F2812的实时数据采集系统,该系统可对科学实验中仪器所输出的模拟电压信号进行实时的采集和记录。从系统的硬件和软件两个方面的设计来进行阐述,重点介绍了系统硬件结构的设计。 展开更多

关键词 数据采集 DSP TMS320F2812

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落塔微重力水平激光干涉测量方法中的干扰因素分析

11

作者 屈少波 闫奇众 +1 位作者 田蔚 吴书朝 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期49-54,共6页

落塔是获得微重力环境的重要设施,落塔微重力水平的测量对微重力科学实验的研究至关重要.激光干涉是测量落塔微重力水平的一种新方法,这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中自由下落,落舱由于受到舱外空气阻力的作用将与自由落体... 落塔是获得微重力环境的重要设施,落塔微重力水平的测量对微重力科学实验的研究至关重要.激光干涉是测量落塔微重力水平的一种新方法,这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中自由下落,落舱由于受到舱外空气阻力的作用将与自由落体运动略有差异,而舱内的参考落体则更接近理想的自由落体运动,这就使得落舱与参考落体之间存在着加速度差,这种加速度差便反映了落舱的微重力水平,其所导致的相对运动则可通过激光干涉的方法测量出来.本文对落塔微重力水平的激光干涉测量方法中将会遇到的一些主要干扰因素进行了分析,计算结果表明,这些干扰因素所造成的总误差约为1.2×10^(-7)g,低于微重力水平的预测值10^(-4)～10^(-6)g,因此该方法是一种比较可行的测量方法. 展开更多

关键词 微重力 落塔 激光干涉 干扰

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单摆摆锤偏心引起的测量误差分析

12

作者 唐孟希 吴书朝 罗俊 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第5期10-14,共5页

给出了偏心存在的情况下单摆的运动方程及其线性近似解，以及对测量精度和测量方法的影响．通过计算机数值计算，给出了典型参数下的单摆运动．结果表明，只要偏心量被控制在某一区域以外，单摆仍然以某一单一频率为主作振动，这时，偏... 给出了偏心存在的情况下单摆的运动方程及其线性近似解，以及对测量精度和测量方法的影响．通过计算机数值计算，给出了典型参数下的单摆运动．结果表明，只要偏心量被控制在某一区域以外，单摆仍然以某一单一频率为主作振动，这时，偏心量导致的系统误差仍可控制在一定范围以内． 展开更多

关键词 单摆 偏心 摆锤 测量误差 运动方程

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ASTRODⅠ计划的惯性检测传感器研究 被引量：2

13

作者 高尚伟 周泽兵 +3 位作者 吴书朝 杨延春 屈少波 王强 《紫金山天文台台刊》 北大核心 2004年第Z1期139-148,共10页

本文总结了ASTROD Ⅰ计划的惯性检测传感器研制的需求分析,对空间静电悬浮惯性检测传感器的工作原理进行简要叙述。一个扭摆被构建用来开展ASTROD Ⅰ惯性检测传感器的地面实验研究,目前已经完成扭摆扭转方向的静电检测和控制,其扭转力... 本文总结了ASTROD Ⅰ计划的惯性检测传感器研制的需求分析,对空间静电悬浮惯性检测传感器的工作原理进行简要叙述。一个扭摆被构建用来开展ASTROD Ⅰ惯性检测传感器的地面实验研究,目前已经完成扭摆扭转方向的静电检测和控制,其扭转力矩检测水平在1mHz到0.5Hz频带内达到2×10^(-11)N m Hz^(-1/2)。 展开更多

关键词 ASTROD-I计划 惯性检测传感器 扭摆

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摆式惯性传感器机械零偏测量方法研究 被引量：2

14

作者 杨延春 吴书朝 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2474-2477,共4页

机械零偏的测量是摆式惯性传感器研制过程中的一个关键问题.本文基于电容检测技术,提出了一种测量摆式惯性传感器机械零偏的方法,并且对测量误差同重力等效弹性系数与摆式惯性传感器簧片弹性系数之比的关系进行了深入的讨论,得到了相对... 机械零偏的测量是摆式惯性传感器研制过程中的一个关键问题.本文基于电容检测技术,提出了一种测量摆式惯性传感器机械零偏的方法,并且对测量误差同重力等效弹性系数与摆式惯性传感器簧片弹性系数之比的关系进行了深入的讨论,得到了相对误差取决于这两个弹性系数之比的平方(属于二阶小量)的结论.这种方法操作简便,能够快速精确地测定摆式惯性传感器的机械零偏. 展开更多

关键词 机械零偏 摆式惯性传感器 电容检测

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落塔微重力水平的激光干涉测量方法研究 被引量：1

15

作者 汤洁 吴书朝 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2006年第3期13-14,32,共3页

本文提出了落塔微重力水平的激光干涉测量方法,详细地讨论了其测量原理,给出了初步的设计方案和数据处理方法,并对几种系统误差作了全面的分析,从理论上论证了实验方案的可行性。从而可望为我国落塔微重力水平的测量提供了一个切实可行... 本文提出了落塔微重力水平的激光干涉测量方法,详细地讨论了其测量原理,给出了初步的设计方案和数据处理方法,并对几种系统误差作了全面的分析,从理论上论证了实验方案的可行性。从而可望为我国落塔微重力水平的测量提供了一个切实可行的方案。 展开更多

关键词 微重力 落塔 激光干涉 测量原理

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Phase Leading of Temperature Variations in Cavity Caused by Heat Conduction Between Air and Rock

16

作者 吴书朝 陈凡 +1 位作者 范淑华 罗俊 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2003年第12期2192-2194,共3页

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Measurement of the Floor Tilt in Experimental Determination of the Gravitational Constant

17

作者 吴书朝 黄玉 +1 位作者 范淑华 罗俊 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2003年第8期1210-1213,共4页

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空间惯性传感器中检验质量锁紧释放技术研究进展与展望

18

作者 薛超 王吉 +7 位作者 施迪文 王珂 杨飞 李小清 岳洪浩 刘力 吴书朝 张锦绣 《中国基础科学》 2024年第5期1-11,27,共12页

构建高精度空间惯性基准是成功开展空间引力波探测的前提,检验质量锁紧释放技术在空间惯性传感器研制过程中发挥着至关重要的作用。通过分析空间惯性传感器检验质量锁紧释放技术的需求,介绍锁紧释放机构3个阶段工作原理,详细阐述这一研... 构建高精度空间惯性基准是成功开展空间引力波探测的前提,检验质量锁紧释放技术在空间惯性传感器研制过程中发挥着至关重要的作用。通过分析空间惯性传感器检验质量锁紧释放技术的需求,介绍锁紧释放机构3个阶段工作原理,详细阐述这一研究领域的发展现状和最新进展,梳理锁紧释放技术研究过程中面临的挑战,并从系统与机制、结构与机构、驱动与控制、集成与测试等4个方面概括该项技术未来的发展方向。对检验质量锁紧释放技术进行深入分析,有利于凝聚空间惯性传感器研制过程中的关键科学和技术难题共识,推进核心技术的快速发展,为空间引力波探测计划的顺利实施提供重要技术保障。 展开更多

关键词 引力波探测 空间惯性传感器 检验质量 锁紧释放技术

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精密红外位移传感测量微小温度变化研究 被引量：1

19

作者 吴书朝 范淑华 罗俊 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第15期1367-1370,共4页

在引力实验、重力测量和地球固体潮汐检测等领域,由于所要探测的信号极其微弱以及对实验结果精度有相当高的要求,必须设法克服各种外界干扰因素的影响。温度变化是其中的重要影响因素之一。因此,有条件的实验室和工作台站均建造在隔热... 在引力实验、重力测量和地球固体潮汐检测等领域,由于所要探测的信号极其微弱以及对实验结果精度有相当高的要求,必须设法克服各种外界干扰因素的影响。温度变化是其中的重要影响因素之一。因此,有条件的实验室和工作台站均建造在隔热及温控条件非常好的地下室或温度非常稳定的山洞之中。即使如此,仍需要对实验所处环境的温度变化特别是周日变化进行精确测量,这对于提高实验结果的精度和置信水平具有相当重要的意义。 温度传感器种类很多,常用的有石英温度计、光纤传感温度计、热敏电阻温度计等。石英温度计的基本原理就是利用石英晶体的谐振频率随温度变化而改变的特性来进行温度传感;光纤传感温度计是利用温度的变化改变弯曲光纤的曲率半径,从而改变光纤的模数以及输出光强进行温度传感;热敏电阻温度计则是利用热敏电阻元件的负温度系数特性并配置适当的电路来检测温度的变化。在上述几种方法中,灵敏度最高的属石英温度计,目前可达到10^(-4)℃数量级。 展开更多

关键词 红外位移传感 灵敏度 温度传感器 测量

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地倾斜固体潮的折叠摆测量方法研究

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作者 范淑华 吴书朝 +1 位作者 蔡云霞 罗俊 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第17期1862-1866,共5页

提出了利用折叠摆测量地倾斜固体潮的新方法 .同时还对折叠摆的工作原理以及位移传感和数据采集系统进行了简要介绍 ,并给出了初步的实验结果 .

关键词 折叠摆 地倾斜固体潮 灵敏度 固体潮 地球

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