基于改进蚁群算法的星球探测机器人路径规划技术

对蚁群算法中蚂蚁的个体行为进行改进,解决了星球表面复杂环境下探测机器人的路径规划问题.在个体行为中加入目标导向行为、惯性行为和沿障碍行走行为,并进行加权融合,改进了传统的ACO算法,提高了算法的智能,保证了算法的全局收敛性.在蚁群算法规划的基础上提出一种紧绳算法,对蚁群算法的最后结果进行处理,最终给出了最优规划路径.最后通过仿真对该方法进行验证.

基于地球敏感器和加速度计的月球车自主定向算法研究

月球车定向是月球车导航的一个重要组成部分,它是月球车定位的基础和前提。针对这一问题,提出了一种适用于月球车长时间、长距离导航的绝对定向算法。该算法利用非线性最小二乘平差原理对CCD地球敏感器成像进行处理,实现了在月球表面CCD地球敏感器的矢量观测功能。结合加速度计的测角原理,实现了航向角确定。以理论分析和实际推算描述了该定向方法的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为未来我国月球探测中月球车的实际应用提供了技术参考。

月球巡视探测器自主定向算法研究

月球巡视探测器自主导航是其能在月面执行探测任务的关键,而定向又是月球巡视探测器自主导航的一个重要组成部分,其定向精度将直接影响到月球巡视探测器定位性能。将CCD(Charge Couple Device)太阳敏感器应用到月球巡视探测器上,用太阳敏感器测量太阳位置矢量,结合加速度计测量的重力矢量,利用QUEST算法推算了月球巡视探测器的姿态和航向,为月球巡视探测器构建了一套适用于长时间、长距离导航的绝对定向方案,通过理论分析和实际推算描述了该定向方案的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为下一步月球巡视探测器定位研究提供了技术参考。

月球巡视探测器定位技术研究

介绍了月球巡视探测器进行定位的目的及意义.通过对月球探测环境的综合分析,界定了月球环境下探测机器人进行导航定位的相应局限性.对当前国内国际可用的星际探测机器人的定位算法进行了研究,对其中的定位技术进行了归类总结,通过相关文献分析对其中关键算法的可用性、可靠性与自主性进行了评定.最后指出了目前月球巡视探测器定位算法研究中的难点及存在的问题.

基于视觉序列图像的月球车自运动估计技术

月球车视觉所获得的环境信息是月球车进行导航的重要信息来源,给出了一套利用月球车立体视觉系统所获得的序列图像来估计月球车运动参数的定位方案,并重点解决了后期的定位问题。该方案首先通过特征提取、特征跟踪与特征匹配等图像处理环节建立运动估计所需要的特征匹配点集,然后针对运动参数估计这一难点,利用鲁棒运动估计方法有效消除匹配特征点集中的误匹配,并初步估计月球车运动参数,以此为迭代初值利用Levenberg-Marquardt非线性估计算法精确估计月球车运动参数,最后通过建立运动估计仿真器验证了该运动估计方案的有效性。

深空探测术语标准化研究与探讨

简要论述了我国开展深空探测术语标准化工作的必要性,介绍了国内外深空探测术语标准化相关情况,总结了深空探测术语标准化的工作方法,最后对深空探测术语标准分类、术语库的组建提出了建议和设想。

高轨GPS信号可用性分析

针对目前国内关于高轨GPS信号可见性研究大多以几何分析为主,工程实现指导性不强的缺点,文章以GPS接收机系统指标设计为目标,引入接收机等价增益概念,结合空间几何模型与信号链路传播特点,考虑GPS发射天线增益、接收机信号处理时间、GPS星座状况、接收天线增益等实际因素,对适用于高轨GPS信号可用性进行分析。仿真表明-180 dBW接收功率下,通过接收更多GPS旁瓣信号,GPS接收机能有效应用于高轨航天器导航。

北斗在民用航空器领域的应用和发展

北斗卫星导航系统是着眼于国家安全和经济社会发展的需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,也是未来航行系统的重要组成部分,在民航领域有很大的应用空间。本文面向民航领域应用卫星导航的紧迫性需求,聚焦民用航空器,提出北斗卫星导航系统在民用航空器的三大应用解决方案,并对未来发展及推广给出了建设性建议。

基于SoC的星载微型GNSS接收机设计

针对皮纳型卫星对星载GNSS接收机小型化、低功耗以及低成本的要求,提出采用片上系统(SoC)技术完成星载微型GNSS接收机的设计。在该设计中,基带信号的捕获、跟踪与定位解算等全部在SoC内完成,具有集成度高与系统灵活性高等优势。将设计的原理样机与国外几款星载微型GNSS接收机性能参数进行对比,结果表明,该星载微型GNSS接收机原理样机重约45 g,尺寸100×60×10 mm,功耗约3 W,兼容处理GPS L1/L2、BDS B1/B2信号能力,可完成双模单频、单模双频、双模双频等多种模式的灵活配置,综合性能要优于现有的几款星载微型GNSS接收机。

基于铱星突发信号的导航定位技术研究

全球导航卫星系统(GNSS)存在落地信号弱、易受干扰等问题,而低轨卫星系统因其较高的信号落地功率、较低的信号空间损耗以及较好的多普勒特性逐渐成为导航领域的研究热点.铱星星座是目前唯一已实现全球覆盖的低轨卫星系统,其提供的授时与定位(STL)能力主要服务于美国军方,具体信号体制及接收处理技术均未公开发布.通过对铱星STL突发信号体制开展深入研究及解析,提出利用STL突发信号实现非合作导航定位,并通过实收信号完成了定位解算算法验证,实收试验结果表明所提算法能够实现精度优于100 m的定位.研究成果能够为我国低轨导航系统建设提供理论基础,有效推进下一代卫星导航系统持续发展.

航天产品精细化质量管理模型研究

分析在"航天强国"和"质量强国"目标的新形势和新要求下,航天产品精细化质量管理中突出的问题,阐述国内外精细化质量管理发展现状及航天产品质量管理体系的新进展,分析和萃取精细化质量管理的理论和方法,提出航天产品精细化质量管理的体系模型。最后通过案例展示产品精细化质量管理方法的运用。

基于滑动相关的抗电离层闪烁跟踪算法研究

电离层闪烁会降低星载GPS(全球定位系统)接收机环路跟踪性能,严重时会使接收机环路失锁以致无法定位。对于卡尔曼滤波抗电离层闪烁环路,增加积分时间可以降低环路热噪声误差,提高跟踪精度;但是积分时间过长会降低环路的更新速率,增加环路的动态应力误差,严重时导致环路无法跟踪。针对这个问题,采用基于滑动窗口的非相干累加,提出一种改进的卡尔曼滤波环路算法。仿真结果表明:本文提出的基于滑动相关的算法与传统卡尔曼滤波环路相比具有更好的抗电离层闪烁跟踪性能。

空间目标小型相控阵雷达探测技术

地基探测系统受站点布局限制,难以实现全轨道空间的目标探测与跟踪。为对高价值航天器邻域空间目标进行全时探测与跟踪,提出基于伴随微纳卫星的小型化相控阵雷达技术。通过分析不同波段雷达对大范围空间目标搜索与精细跟踪的性能,并综合考虑系统复杂度与功耗等因素,最终选择C波段作为雷达工作频段。详细阐述小型化相控阵雷达的系统设计、目标搜索与跟踪的信号处理方法、测距与测角误差分析等。仿真分析证明,该小型化相控阵雷达能对25 km范围内、40°×40°的三维空间进行目标搜索,实现0.4 m的测距精度与0.03°的测角精度,满足空间目标大范围搜索与跟踪应用的需求。

基于惯性辅助的北斗接收机完好性监测方法研究

针对传统卫星导航接收机在卫星数小于5颗及卫星星座构型不佳的情况下无法实现卫星故障识别与隔离的问题,结合卫星导航接收机在弹上的实际应用情况,利用惯导的辅助数据设计了一种基于多级Kalman滤波的北斗接收机完好性监测方案,给出了卫星导航接收机的RAIM滤波器结构与故障检测和隔离方法,并对其可用性进行了推导。该方案经过仿真分析及实验测试,结果表明在4颗可见星的条件下,可有效检测并隔离单星阶跃、慢速漂移、慢速随机等北斗卫星伪距和伪距率故障,从而使北斗接收机能够提供连续、精确的导航定位功能。

基于卡尔曼滤波的抗电离层闪烁跟踪算法研究

针对电离层闪烁可引起星载GPS接收机传统锁相环(PLL)跟踪环路测量误差增大从而降低接收机定位及测速精度的问题,引入自适应带宽环路,提出一种基于卡尔曼滤波的抗电离层闪烁载波跟踪环路,给出了卡尔曼滤波跟踪环路结构与建模过程,主要包括系统模型与观测模型的建模过程。采用AJ-Stanford电离层闪烁模型生成闪烁数据,仿真分析不同强度的幅度闪烁,比较基于卡尔曼滤波的跟踪环路与传统PLL跟踪环路的性能,卡尔曼环路的鉴相值标准差与载波相位误差均比传统PLL环路小。仿真结果表明:当幅度闪烁时,基于卡尔曼滤波的跟踪环路鲁棒性与跟踪精度均优于传统的PLL环路。

一种新型无人机高分SAR信号非均匀混合采样技术

无人机高分辨合成孔径雷达(SAR)系统具有较大的信号频率带宽,根据奈奎斯特采样定律,雷达接收机需要超高速采样的ADC芯片。由于超高速采样率的ADC芯片的采样量化位数较低、功耗较高、成本昂贵,直接采用超高速采样ADC芯片对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收不是最优方法。文中提出一种新型的非均匀混合采样技术用于对无人机高分辨率SAR回波信号进行采样接收,通过优化无人机SAR系统的信号收发时序,利用325 Msps采样率的ADC芯片即可对频率带宽为2 GHz的雷达回波信号进行采样接收,保证雷达回波的相位扰动与旁瓣电平满足应用需求。仿真实验表明:2 GHz带宽的Ku-SAR系统的回波信号能被采样率为325 Msps的ADC芯片完好采样接收,成像分辨率优于0.2 m,旁瓣电平控制在-13 d B以下。

掩星技术在卫星编队飞行中的应用

一、引言 随着科学技术的发展和人类活动不断向高层大气及太空拓展，地球空间大气环境成为当今世界各国科研、军事、航天研究的一大热点领域。在卫星编队飞行任务中利用掩星技术开展地球大气环境的探测活动是一项新兴的气象探测技术。通过在2颗编队飞行的卫星上分别搭载掩星信号发射机和掩星信号接收机，

基于联邦滤波器的多传感器故障检测隔离算法

针对多传感器系统的故障检测与隔离问题,以联邦滤波结构为基础,设计了一种INS/GNSS/视觉组合导航系统,并针对系统可能出现的传感器数据软故障及硬故障,采用残差χ2算法与改进SPRT(序贯概率比检验)算法结合,对滤波残差进行故障检测,发现故障后将故障相关子滤波器进行隔离,重新构建滤波系统,将重构系统的滤波结果作为下一时刻的滤波初值。仿真结果表明,该方法能够在子滤波器发生故障时及时检测并对故障部分进行隔离,完成系统重构,在一定程度上保证系统的定位精度,提升系统的可靠性。

一种集中式智能农机自动导航驾驶控制器的设计与实现

智能农机自动导航驾驶技术属于当前精准农业领域的研究热点,该技术在工程化应用过程中,需要根据不同的工况频繁升级和更新软件,传统农机自动导航驾驶系统进行分模块设计,导致系统升级维护繁杂,核心技术分散,限制了该技术的应用推广;文章提出一种集中式的自动导航驾驶控制ECU设计架构,将自动导航驾驶系统所涉及的核心关键技术,如组合导航、路径自适应跟踪控制、人机交互等集成融合到ECU中进行集中式设计;经过场地测试,相比传统采用分立式的自动导航驾驶系统,在保持作业精度2.5cm的输出约束下,降低了系统复杂度,可靠性和集成度得到大幅提升。

NASA深空探测技术标准化研究

简要介绍了NASA技术标准化体系中深空探测标准化情况 ,同时对NASA深空探测技术标准中有关数据与通讯标准框架进行了分析和研究 。