不同推力下的非合作空间目标轨道机动检测

针对非合作空间目标轨道机动检测问题,创新性地提出具备普适性的不同推力下的轨道机动检测算法与检测流程。首先给出不同推力作用下轨道机动动力学模型,在此基础上提出普适性轨道机动检测策略,包括:全模型地基与天基观测数据仿真策略,数据处理软件平台,脉冲推力、连续大推力与连续小推力轨道检测算法与流程,精度评估策略。该策略利用不同推力作用下的检测算法与流程,可以满足多数非合作目标轨道机动检测需求。结合地基与天基观测数据,仿真分析不同推力下的非合作目标轨道机动检测情况与轨道精度恢复情况,结果表明该策略能对轨道机动进行有效检测,为工程实际提供了有益借鉴。

北斗卫星导航系统实时定轨与钟差处理策略

目前鲜有对北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）实时精密定轨与钟差确定的研究,文章提出了BDS实时轨道与实时钟差处理策略,包括了观测与动力学模型、实时轨道与实时钟差处理流程与评估方法。尤其对于实时钟差,为了提高计算效率,联合使用两个独立并行的线程估计非差绝对钟差和历元间相对钟差。利用多模全球卫星导航系统试验（MGEX）与全球连续检测评估系统（iGMAS）实测数据进行了北斗实时轨道与钟差解算,BDS实时轨道径向平均精度对于GEO卫星优于20 cm,对于IGSO与MEO一般优于10cm;钟差精度对于GEO卫星为0.5~4.5ns,对于IGSO/MEO为0.2~2.0ns。基于目前的轨道与钟差结果,实时精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）结果可以达到分米量级。

航天器抗攻击规避方法研究

首先基于相对轨道要素建立了满足一定精度要求的两飞行器相对运动动力学模型。考虑主要摄动因素以及航天器、未知目标的运动关系。利用航天器上微波雷达等设备测量航天器与未知目标之间的相对距离、高低角和方位角,以及相应的变化率,据此可以计算出被测量目标的相对位置和相对速度,进而计算航天器与未知目标之间的相对轨道要素,实现相对导航。当未知目标轨迹被识别后,根据预警策略判断未知目标是敌意的、非敌意的,并且判定航天器需要规避或暂时不需要规避。并且本文基于相对轨道要素提出了规避轨道机动策略,航天器可以远离未知目标,伴随未知目标飞行,跟随未知目标飞行,机动回到初始飞行轨道,等等。最后,利用Simulink对航天器相对轨道运动、轨道规避预警方案、自主相对导航方案、轨道规避控制策略进行了建模。选取了典型的未知目标攻击和航天器规避算例,从仿真结果可以看出,本文所述规避方法是可行性的。

基于混合蚁群算法的掩星星座优化设计

针对低地球轨道(LEO)卫星对全球卫星定位系统(GPS)卫星的掩星观测任务,在考虑LEO和GPS卫星几何关系及掩星观测天线视场的条件下,建立轨道模拟系统,对全球和区域内的掩星事件进行了模拟。对单颗卫星,用分离变量法讨论了卫星轨道参数对掩星事件数量和时空分辨率的影响,比较了大气层与电离层掩星事件的差别,并根据分析结果用混合蚁群算法优化了单颗卫星的轨道参数。对LEO卫星星座,用混合蚁群算法优化了星座的轨道和构型参数。给出了可供参考的较优单颗LEO卫星的轨道参数和星座构型参数。

多模GNSS数据质量检测方法与软件研发

目前尚无一种GNSS数据质量检测软件可以兼容RINEX格式第二版和第三版、同时兼容四大导航卫星系统,严重滞后于GNSS的发展。基于MATLAB语言研发了一种新的数据质量检测软件BQC,不仅可以处理单观测文件,还可以对多个观测文件进行批处理;可以输出四大导航卫星系统的卫星角度位置、多径误差、电离层延迟、载噪比和周跳等信息及统计报告,在批处理模式下还可对多观测文件的数据质量进行比对;与TEQC相比具有较强的兼容性、算法优越性和直观性。随着四大导航系统的逐步完善和RINEX格式第三版的推广使用,该软件将会为GNSS的建设成果检验工作提供一种有力的支撑工具。

“北斗”导航卫星定轨残差特征提取与分布检验

针对"北斗"导航卫星定轨残差中非建模系统误差问题,提出基于总体平均经验模式分解(EEMD)与Hilbert谱分析相结合的定轨残差特征提取方法,并对定轨残差正态分布特性进行卡方检验。首先,分析总体经验模式分解原理,提出滤波辅助的改进EEMD方法与Hilbert谱特征提取结合,建立定轨残差特征提取模型,并阐述卡方检验正态分布原理;然后对北斗导航卫星伪距与载波相位数据定轨残差特征进行分析;最后将提出的方法应用于多测站、多北斗GEO卫星的定轨残差分析中。结果表明,EEMD与Hilbert谱方法有效提取出了定轨残差中1天的轨道周期项,且EEMD处理后定轨残差的卡方统计量为5.5,其值小于卡方检验临界,可视为正态分布。该方法可为北斗定轨残差中非建模系统误差分离、提高定轨内符合精度提供有效技术手段。

超地平覆盖飞行器组网星座优化设计

对超地平覆盖飞行器的概念及特性进行了简要的描述,以该类飞行器中的通用航空飞行器(CAV)为例,对该类型飞行器组网星座的优化设计进行了研究.首先基于单个CAV对地覆盖区域的分析,提出了一种几何意义更加清晰和简单的CAV再入对地覆盖区域的分析方法;其次通过提出等效的CAV星座覆盖性能指标-平均轨道响应时间,建立了CAV组网星座优化设计的数学模型;最后通过采用遗传算法对CAV组网星座进行了优化设计.通过分析优化设计的结果,说明了这种设计方案的有效性.