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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117420048B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311365517.6，技术领域涉及：G01N9/00；该发明授权一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法是由张景瑞;杨科莹;李林澄;张若楠;袁雨润;矫宁设计研发完成，并于2023-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开的一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法，属于低轨航天器测控领域。本发明包括装置外壳、薄膜球、充气系统、贴片式压力传感器、压紧解锁机构和通信模块B。本发明采用球型薄膜装置充气展开增加星座卫星的迎风面积，提高星座卫星离轨效率；同时基于贴片式压力传感器测量离轨‑测量系统受到的合力；结合离轨‑测量系统的轨道数据、外形结构、阻力系数计算实时的低轨大气密度。薄膜球的折叠方法为平面螺旋粘接与z型折叠相结合，通过将薄膜球的多个平面单瓣顺次螺旋粘接后进行z型折叠，折叠成立方体形状，方便进行封装。本发明基于贴片式压力传感器实现星座卫星离轨所经过区域的大气密度测量，具有成本低、实时测量的优点。

本发明授权一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置，搭载在星座卫星边缘，其中底端与星座卫星固定，顶端裸露在外，通过电路和通信网络与星座卫星相连；在所述星座卫星完成主任务后，提高所述星座卫星离轨效率，且能够对星座卫星离轨过程中所经过区域的大气密度进行测量；所述星座卫星包含星载计算机、帆板、GNSS模块、姿态控制模块、通信模块A和星座卫星外壳； 所述星载计算机用于实现如下功能：一是控制帆板的折叠和展开状态、并根据GNSS模块获取到的位置数据和太阳的位置数据控制帆板相对于星座卫星的角度；二是控制GNSS模块获取数据的频率，读取GNSS模块获取到的位置数据；三是控制姿态控制模块实现星座卫星姿态的机动和维持星座卫星姿态的稳定，同时读取姿态控制模块当前的角动量状态，在即将到达极限角动量时进行动量卸载；四是控制通信模块A与地面基站、相邻星座卫星及低轨大气密度测量装置的通信模块B进行通信，并处理回传的大气密度值、轨道、姿态、指令执行状态信息；五是读取大气密度测量装置的贴片式压力传感器数据并处理，计算大气密度值；六是控制大气密度测量装置的压紧解锁机构由锁定状态切换为解锁状态，从而控制大气密度测量装置的充气系统启动； 帆板采用折展结构，板面双侧贴有太阳能电池，帆板固定于星座卫星外侧；帆板通过吸收太阳能转化为电能，为星座卫星及低轨大气密度测量装置提供电能； GNSS模块与星座卫星外壳内侧固定；GNSS模块用于获取星座卫星当前的位置和速度数据，并将数据传给星载计算机； 姿态控制模块采用控制力矩陀螺组，姿态控制模块与星座卫星外壳内侧固定；姿态控制模块通过改变控制力矩陀螺组自身的三轴角动量，从而调整星座卫星的三轴姿态角和角速度，同时将自身的三轴角动量、星座卫星的三轴姿态角和角速度回传至星载计算机； 通信模块A与星座卫星外壳内侧固定；通信模块A与地面基站、相邻星座卫星及低轨大气密度测量装置中通信模块B进行通信，并双向传输数据； 星座卫星外壳主体为长方体状，通过螺栓和内部的隔板固定星座卫星部件中除星座卫星外壳外的所有部件； 其特征在于：所述一种离轨与测量并行的低轨大气密度测量装置，包括装置外壳、薄膜球、充气系统、贴片式压力传感器、压紧解锁机构和通信模块B； 装置外壳主体为一面开口、中间有隔板的空心长方体状，通过压紧解锁机构、螺栓和内部的隔板固定低轨大气密度测量装置部件中除装置外壳外的所有部件，同时对各部件进行隔离；外壳采用合金结构材料；所述装置外壳固定充气系统的面称为底端，与星座卫星固定；所述装置外壳固定薄膜球的面称为顶端； 薄膜球通过压紧解锁机构折叠封装，薄膜球固定在装置外壳内，薄膜球与充气系统相连；薄膜球通过充气系统充气展开为球型，增大环境摄动对星座卫星的阻力作用，同时薄膜球表面的贴片式压力传感器测量星座卫星受到的力；基于星座卫星受到的力实现对星座卫星离轨过程中所经过区域的大气密度测量； 充气系统内置有产气材料和多孔板节流组件，充气系统通过管路与薄膜球连接，利用多孔板节流组件控制充气速度；通过充气系统为薄膜球充气，使折叠的薄膜球充气展开为球型； 贴片式压力传感器采用薄片式结构；贴片式压力传感器通过通信模块B与卫星的星载计算机相连；贴片式压力传感器分布在薄膜球表面，当薄膜球完全展开后，通过受力形变导致的电阻变化测量当前位置和时刻贴片式压力传感器受到的力；贴片式压力传感器成组布局在薄膜球表面，基于所有贴片式压力传感器数据和布局进行矢量计算，得到星座卫星受到的力，基于星座卫星受到的力实现对星座卫星离轨过程中所经过区域的大气密度测量； 压紧解锁机构包括火工品爆炸螺栓和顶盖，火工品爆炸螺栓分布在顶盖内侧四角，将顶盖固定在装置外壳顶端，顶盖为尺寸与装置外壳一致的长方形合金薄片；在锁定状态时，顶盖压紧折叠后的薄膜球；爆炸螺栓内部装有炸药和点火器，在解锁状态时，炸药被引爆，使剪切锁剪断或者沿螺栓削弱槽断开，实现装置外壳和顶盖分离解锁，解除对薄膜球的压紧，使薄膜球能够充气展开； 通信模块B与装置外壳内侧固定；通信模块B与通信模块A、星载计算机通信，并双向传输数据。

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