基于鲁棒卡尔曼滤波的编队卫星相对导航

为提高编队卫星相对导航精度和计算稳定性,采用鲁棒卡尔曼滤波进行相对位置和相对速度的估计。对星间相对动力学方程进行适应性改造,使其具有线性离散不确定性系统形式。以载波相位差分GPS为观测模型,采用鲁棒卡尔曼滤波进行相对状态估计。数值仿真结果表明,该算法相对于扩展卡尔曼滤波算法具有明显优势,导航精度更高、鲁棒性更强,具有一定的工程应用价值。

火箭飞行过程数字孪生系统架构与应用研究

首先介绍了数字孪生技术的发展与现状,明确了火箭飞行数字孪生体的内涵,并提出了一种运载火箭飞行过程数字孪生系统,介绍了系统的组成架构和关键技术,展望了该系统的应用场景。基于运载火箭飞行过程数字孪生系统,可以在地面利用高速计算资源和海量数据资源,通过与真实火箭的数据交互,实现对火箭飞行全过程的跟踪映射、故障诊断、预示评估和智能决策,全面提升火箭的智能化健康管理水平,提高运载火箭的飞行可靠性。

基于Lawden改进型方程的编队Unscented Kalman Filter滤波估计

通过改进卫星编队的Lawden方程得到非线性相对运动方程,称为Lawden改进型方程,使其更加近似于编队运行环境。通过该非线性方程,在编队相对导航研究中,以EKF滤波方法为参考分析,采用适合非线性系统的UKF(Unscented Kalman Filter)滤波方法对编队的状态进行滤波估计。通过仿真实验,结果表明采用UKF滤波方法的编队状态估计精度明显优于采用EKF滤波方法得到的估计精度,其中相对距离估计精度可以提高70%左右,相对速率估计精度可以提高25%左右,在工程应用中具有一定的参考利用价值。

火箭飞行仿真系统VV&A应用技术研究

火箭飞行仿真系统作为一个复杂仿真系统,具有多专业强耦合、多偏差模式、连续离散混合仿真等特点,如何保证仿真系统可信度,是一个亟待解决的问题。校核、验证与确认(Verification, Validation and Accreditation, VV&A)是保证火箭飞行仿真系统正确性和可用性的重要方法。系统地总结了VV&A活动各阶段的常用技术和特点,根据VV&A活动一般过程,从工程化角度重点研究了飞行仿真系统VV&A各阶段的具体实现过程,为其他仿真系统VV&A活动提供参考,具有较好的推广应用价值。

火箭摄像装置视场有效性仿真分析方法

为满足运载火箭测量系统对火箭各部段分离进行可视化拍摄的需求,提出一种运载火箭摄像装置视场有效性仿真分析方法。以某型运载火箭发射任务为背景,针对不同的发射窗口,对火箭飞行全过程中摄像装置视场出现太阳的时段进行统计,并对摄像装置的拍摄任务开展摄像装置视场有效性分析。结果表明:该方法可以为发射窗口的制定提供依据,在不影响发射任务的前提下最大程度地保障摄像装置的视场有效性,具有较强的工程应用价值。

天基红外预警卫星高精度协同目标跟踪方法

天基红外预警卫星是跟踪助推段目标的主要手段。为提升目标跟踪精度,提出了量化噪声条件下的协同目标跟踪方法。首先,基于助推段运动特性,建立了符合运动特性且形式简单的助推段运动模型;然后,分析了天基红外预警卫星量测的量化特性,提出了量化噪声模型;量化噪声条件下,传统滤波方法不再适用,为此提出了一种基于量化测量的最小均方误差状态估计算法,其时间更新基于非线性函数的一阶线性化,测量更新基于量化测量的条件均值估计。最后,数学仿真表明,相对于传统基于加性均匀噪声假设的方法,所提方法位置估计精度提升了23%。

运载火箭姿控系统组件化模型库设计与应用

为解决航天高密度的发射背景下,型号任务紧迫性与仿真系统建设周期长、重用性低之间的矛盾,提出了面向飞行性能仿真的运载火箭姿控系统通用仿真建模技术,采用模块化、层次化、标准化的建模思想,通过模块式拼装的方式快速搭建所需控制系统仿真模型,支持关键仿真参数灵活配置,提高了在运载火箭飞行性能仿真试验中姿控系统仿真模型的可重用性和技术成熟度,从而达到快速响应不同型号、不同仿真需求的目标。