基于模糊理论的卫星系统效能评估仿真研究

根据卫星系统的功能结构关系,建立了卫星系统的评估指标体系;然后针对该系统效能评估多任务多指标的特点,以模糊理论为基础,结合层次分析法提出了一种多层次模糊综合评判模型;最后,介绍了效能评估的实现过程,并从仿真分析中总结出一些从卫星系统总体设计指标着手提高其综合效能的新思路。

大椭圆轨道航天器编队飞行相对运动分析

大椭圆轨道航天器在较长轨道周期内运行于远地点上空,因而该轨道多应用于卫星通信、天体观测、空间磁场探测等。上述空间任务所需的多航天器协同运动理论亟待解决。利用运动学方法推导了大椭圆轨道编队的相对运动模型,简要证明了实现长期近距离编队的必要条件,分析了相对轨道根数对线性化模型精度及其动力学特性的影响。仿真结果表明,相对运动模型在轨道远地点处精度较高,适当选择相对轨道根数可设计出满足任务要求的编队轨道。

基于LabVIEW的程序结构化设计

以飞行器发射控制系统信号流程仿真为例 ,介绍了虚拟仪器软件LabVIEW的两种有效结构 :数组驱动Case结构以及PlugIn插件结构在编程中的应用。

考虑地球扁率的大椭圆轨道编队飞行优化设计

大椭圆轨道上卫星编队的相对运动特性及其所受摄动力的影响给编队轨道设计者提出了新的挑战。本文总结了大椭圆轨道卫星编队的五种基本形式,利用数值积分法计算了主星轨道倾角、近地点角和平近点角初值对地球扁率作用下基本编队形式相对位置极值点漂移量的影响规律。结合零J2项摄动条件,提出基于主星平近点角初值的J2项编队相对轨道优化设计方法,进而获得瞬时根数描述的编队初始条件。仿真算例表明:优化设计结果可以明显降低大椭圆轨道编队卫星的相对漂移量,与平根数描述的编队初始条件的设计结果相比,相对距离极大值点的漂移量降低约81.8681%,验证了基于主星平近点角初值的大椭圆轨道编队优化设计方法的可行性。

大椭圆轨道航天器四面体编队运动分析与设计

若干正处于计划或实施中的空间物理测量任务较多采用运行于大椭圆轨道上的四面体航天器编队协同完成任务轨道段内地球磁层结构和动力学现象的分布式测量与分析。采用基于轨道根数的相对运动模型,分析了参考轨道根数对四面体性能指标——质量因子和平均边长的影响;假设某一航天器运行于参考轨道,提出了以其他三个航天器的15个相对轨道根数为设计变量,目标函数兼顾质量因子和平均边长的四面体优化设计方案,并将其应用于第一阶段MMS任务的四面体构形设计中。仿真结果表明,在不考虑摄动和控制的前提下,通过优化可以得到任务轨道段内四面体性能保持较优的轨道设计方案。

基于J_2项摄动的MMS任务编队优化设计

Magnetospheric MultiScale(MMS)任务利用椭圆轨道远地点附近的正四面体航天器编队,协同完成对地球磁层结构和动力学特性的测量和分析。采用基于轨道根数的相对运动模型,分析了主航天器轨道根数对J2项影响下四面体平均性能指标——质量因子均值和平均边长均值的影响规律,并由此提出一种编队轨道优化设计方案,将其应用于第1阶段MMS任务的四面体构形设计中。该方案的设计变量包括主航天器的6个轨道根数和3个从航天器的15个相对轨道根数(除相对半长轴外),目标函数既考虑到四面体编队的平均性能,又兼顾了3个从航天器相对运动的受摄影响。仿真算例显示,在不施加主动控制的条件下,利用该方案设计远地点附近平均性能保持最优的四面体编队是可行的。

虚拟仪器软件平台技术现状和发展趋势

详细介绍了在自动化与测试领域具有广泛应用前景的虚拟仪器软件平台的技术进展和应用,并展望了未来发展趋势。

基于改进动静态滤波的脉冲星/CNS深空探测组合导航方法

为了提高深空探测器的自主导航系统性能,文章提出一种基于改进动静态滤波的脉冲星/CNS组合导航方法。脉冲星观测数据和星光角距信息通过改进动静态滤波器进行信息融合。其中,动态滤波采用UKF处理采样速率快、测量方程非线性强的星光角距测量量,静态滤波采用EKF处理采样速率慢、测量方程线性特征明显的脉冲星测量量,其运行周期可以是动态滤波的若干倍。利用该改进动静态滤波进行组合导航,可避免联邦滤波器中由于各局部滤波器采用相同的状态方程而导致的融合滤波结果不具备最优性的问题。仿真分析表明,基于所提出的组合导航系统,深空探测器的导航精度可提高至10km以内。

考虑系统偏差的脉冲星守时算法研究

脉冲星拥有高度稳定的自转周期,可用对其的观测信息来校正星载原子钟钟差。针对脉冲星守时系统中脉冲到达时间的微小偏差会严重影响守时精度的问题,提出一种考虑系统偏差的脉冲星守时算法。基于脉冲星守时的基本原理,梳理了影响守时系统性能的系统偏差因素,并建立了模型。利用二步卡尔曼滤波算法,在估计原子钟钟差的同时,解耦估计系统偏差。研究结果表明,本算法可以有效地降低系统偏差对脉冲星守时系统的影响。该算法为脉冲星守时系统的工程实现提供了一条可行的思路。

基于组合机动的空间V-bar交会策略

提出了一种基于切向脉冲与径向连续常推力组合机动的空间V-bar交会策略。从绝对运动与相对运动两方面推导了维持追踪航天器圆轨道运行的组合机动的运动规律,给出了V-bar接近段与逼近段的制导律。在接近段,匀速直线接近,无需考虑视界约束的限制,转移时间控制灵活;在逼近段,先以大速率等速逼近,再切换为小速率等速逼近,切换过程可以灵活控制,制导简单,自然满足直线型标称轨迹要求,安全性好。

空间控制的概念、任务与方法

空间控制是夺取"制天权"的核心任务,也是未来空间攻防对抗的主要目标.对传统空间控制及广义空间控制概念进行了比较分析,系统论述了广义空间控制的任务与方法,并着重从军事应用角度分析了实现空间控制的战略思想与关键技术.

美国“未来成像体系结构”关键技术及失败原因分析

"未来成像体系结构"(FIA)是美国国家侦察局(NRO)于20世纪末提出的一项美国下一代成像侦察卫星星座计划,提出伊始雄心勃勃,但最终却走向费用严重超支、发射一再推迟的失败命运。文章简单介绍了"未来成像体系结构"的基本情况,分析了其中涉及的关键技术以及造成该计划失败的根本原因,最后介绍了美国替代"未来成像体系结构"计划的发展规划及其对我国未来发展天基成像侦察系统的战略启示。

巡航导弹组合导航中综合地形匹配算法研究

为了克服惯导误差随时间累积的不足,提高巡航导弹的目标命中精度,提出了基于惯导/地形匹配组合导航的巡航导弹中制导方案。其中,地形轮廓匹配技术采用MSD算法和COR算法相结合的综合地形匹配算法,通过粗配和精配两步完成地形匹配过程。组合导航仿真结果表明,采用综合地形匹配算法的地形匹配辅助导航方法可以明显提高惯导精度,因而基于惯导/地形匹配组合导航的巡航导弹中制导方案是可行的。

巡航导弹末制导中景象匹配性能仿真与分析

基于巡航导弹末制导中的景象匹配辅助导航技术,采用蒙特卡罗仿真方法,通过抗重复模式实验、抗视角变换实验和抗噪性实验,研究了影响景象匹配性能的主要因素的变化趋势,为景象匹配区的选择提供了有力依据。仿真所得匹配性能优于高斯理论预测结果。

轨道动力学方法用于太阳位置精确解算的比较研究

从轨道动力学理论与工程实际相结合的角度出发,提出2种不同算法并作仿真对比分析。第1种是基于JPL行星星历的精密天文算法,理论上计算精度与天文年历相当;第2种是基于轨道平根数理论的解析公式算法,理论上计算精度不超过±0.01°。2种算法的解算结果相互校核,验证了其正确性和有效性。