基于本体知识库的遥感图像智能定轨

针对遥感图像的自主定轨方法存在图像误匹配和匹配速度慢的问题,基于本体知识库理论提出一种判断遥感图像观测资料有效性的智能推理方法。对遥感信息进行预处理,用于提取特征信息;分析基于图像定轨的知识结构框架,利用本体技术构建相应知识库系统;设计图像模板选择和判误规则,调用推理机进行推理得出观测资料有效性。将所提方法应用于基于图像特征点的卫星自主定轨,验证了方法的可行性。仿真结果表明:所提方法通过图像匹配模板选择和图像判误推理,计算速度提高了59.58%,导航位置精度和速度精度分别提高了10.58%和12.49%,有效提高了卫星自主定轨精度。

一种提高导航卫星星座自主定轨精度的方法研究

针对近地导航卫星仅利用星间测距进行自主定轨时,因无法消除星座整体旋转误差而导致长期自主定轨精度不高的问题,提出了利用拉格朗日导航卫星星座与近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的方法。建立了拉格朗日轨道导航卫星星座和近地导航卫星星座联合仅利用星间测距进行自主定轨的动力学模型和观测模型。利用扩展Kalman滤波(EKF)算法和星间测距信息实现了拉格朗日轨道导航星座与近地导航星座的长期自主定轨。以4颗拉格朗日卫星组成的导航星座与12颗GPS卫星组成的近地导航星座作为仿真对象进行了仿真分析,仿真结果表明本文仅利用星间测距的联合自主定轨方法可以有效提高导航卫星星座的长期自主定轨精度。

非合作目标编队飞行耦合动力学建模与六自由度控制

研究了非合作目标编队飞行的相对轨道和相对姿态运动,分析了非合作目标编队飞行的相对位置运动和相对姿态运动的耦合关系;建立了非合作目标编队飞行的六自由度动力学模型;设计了基于指数趋近律滑模控制方法的控制器;并证明了该系统的稳定性。仿真结果验证了六自由度控制的有效性。

卫星编队飞行的探测目标指向动力学与控制方法研究

卫星编队飞行的相对轨道运动和姿态指向运动并不是彼此独立的,而是相互耦合的。利用几何学方法和编队卫星的相对位置与姿态指向的耦合关系推导了卫星编队飞行的姿态指向运动学和动力学方程。并运用指数趋近律滑模控制方法对系统进行耦合控制。仿真结果表明:耦合控制系统在不借助额外姿态测量信息的情况下可同时实现相对位置和姿态指向的精确控制。

基于角速度观测器的卫星编队飞行相对姿态控制技术

建立了卫星编队飞行的相对姿态动力学和运动学模型。利用积分反步法,设计了能够保证控制系统稳定性的控制器和角速度观测器,使得卫星编队飞行控制系统在不安装星载角速度测量设备的情况下仍能保持对理想相对姿态的跟踪,利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的指数稳定性。

多星编队飞行的分散式耦合控制技术研究

以多星编队飞行为研究对象,建立了多星编队飞行的分散式相对姿态动力学和运动学模型,结合卫星编队飞行相对位置的非线性动力学模型,利用Backstepping方法设计多星编队飞行的分散式耦合控制器。采用了一种选择性控制策略,能够保证多星编队飞行的控制效率和抗故障能力。数值仿真结果表明了所设计的分散式耦合控制器的有效性。

卫星编队飞行的神经网络滑模控制(英文)

该文推导卫星编队飞行的一般相对运动动力学模型,研究将指数趋近律滑模控制与神经网络控制相结合的卫星编队飞行控制方法,设计一种径向基神经网络参数调节器.实时调节指数趋近律的参数,从而取得滑动面的趋近速度和燃料消耗的最优平衡.采用指数趋近律滑模控制法,用饱和函数代替可能产生高频切换信号的开关函数,有效地削弱了滑模控制的抖动.二阶滑模控制结构保证了卫星编队的高精度控制.仿真结果表明了这一控制方法的有效性.

基于估计参数的飞行器编队飞行相对姿态控制

本文建立了空间飞行器编队飞行的相对姿态动力学模型,用姿态四元数表示的动力学模型避免了大角度相对姿态变化时的奇异问题.利用Lyapunov理论控制方法,设计了带神经网络参数估计器的自校正控制器,减轻了编队飞行器的测量和通信负担.证明了控制器对模型误差具有较好的鲁棒性.仿真结果验证了参数估计器可以准确的估计未知参数;基于估计参数的控制器可以实现相对姿态的较精确控制.

基于地面图像的卫星自主定轨方法可观测性及定轨性能分析

卫星自主定轨是航天发展趋势之一。近年来,高分辨率遥感卫星不断发展,为利用光学遥感图像进行自主定轨提供了可能。在此背景下,提出了一种基于地面特征点图像的自主定轨方法。通过构造局部可观测矩阵分析了该定轨系统的可观测性,并用局部可观测矩阵的条件数表征可观测度,估计系统的定轨性能。通过Monte-Carlo仿真实验评估了系统的定轨表现,结果表明:该定轨方法与多点定位方法相比可以得到更高的定轨精度。

基于遥感图像的无固定标志点卫星自主定轨

目前基于事先选取地面标志点的卫星自主导航可能会造成误匹配和漏匹配,并且不包含地标点的遥感图像也有可能存在导航信息。为了解决这两个问题,本文提出了一种不依赖事先标定地面标志点的自主导航方法,通过YOLOv3深度学习对获得的遥感图像进行目标识别缩小图像匹配区域,将识别后的目标区域进行图像匹配获得匹配特征点及其像平面坐标,最后利用成像模型计算特征点的地理坐标用于自主导航。仿真结果表明:本文方法相比于有控点精度更高,平均误差为31.9438 m,平均速度误差为0.0384 m/s。在引入测角信息与本文所提出的无地面标志点构成多源信息情况下,可以较为快速准确地实现航天器自主定轨。

大学生独立思考能力的引导与培养

如今的大学生群体中,"90后"已经成为主体。在信息爆炸的时代成长的当代大学生的思维方式出现了诸多新特征,其中独立思考能力的缺失成为一个突出的问题。缺少自我判断能力、学习不积极、功利性强等制约着大学生的正确世界观的形成,压制了大学生个性的发挥以及创新性的培养。如何引导并培养大学生的独立思考能力成为当前大学教育和管理的重要内容。

智慧教学工具在高等教育课堂教学改革中的作用

近两年智慧教学工具在高校课堂授课过程中得到了大力的推广,一方面是因为智慧教学工具研发者的大力宣传,另一方面是高校课堂教学改革的迫切需求,两者的合力催生了智慧教学工具的普及。在近几年的课堂教学过程中,作者先后采用了雨课堂、学习通等智慧教学工具进行了授课,对采用智慧教学工具授课的过程、教学效果以及学生的感受进行了调研和比较,有一些浅显的心得体会在这里跟大家探讨。

基于近邻传播聚类与核匹配追踪的遥感图像目标识别方法

核匹配追踪算法在生成函数字典的过程中常采用贪婪算法进行全局最优搜索,导致算法学习时间过长。该文针对这一缺陷,提出一种基于近邻传播(Affinity Propagation,AP)聚类与核匹配追踪相结合的分类方法(AP-Kernel Matching Pursuit,AP-KMP),该方法利用聚类算法来优化核匹配追踪算法中的字典划分过程,使用近邻传播聚类将目标数据集划分为若干小型字典空间,随后KMP算法在小型字典空间进行局部搜索,从而缩短学习时间。针对部分UCI数据集和遥感图像数据集,分别采用AP-KMP算法与另4种经典算法进行分类比较实验,结果表明该文算法在时间开销和分类性能上均有一定的优越性。

地球轨道卫星电推进变轨控制方法

针对地球同步轨道(GEO)卫星,采用电推进系统完成转移轨道变轨。采用基于Lyapunov函数的反馈控制方法确定时间最短变轨策略。首先在开普勒模型下研究变轨过程,然后在开普勒模型的基础上考虑地球J2项摄动和地球阴影,最后在全引力模型下研究变轨过程,即在开普勒模型的基础上考虑地球非球形引力摄动、日月第三体引力摄动、太阳光压摄动和地球阴影。仿真结果显示在变轨过程中摄动项不可忽略,除地球J2项摄动外还应该考虑日月第三体引力摄动和太阳光压摄动。对比上述三组仿真结果,发现考虑摄动后轨道转移时间的增加比燃料消耗的增加更为明显。数值仿真结果表明本文研究对未来的全电推进任务具有良好的通用性和应用参考价值。

一种融合人工免疫系统与AP算法的分类器设计

为提高复杂数据分类器的分类性能,结合人工免疫系统(Artificial immune system,AIS)的自适应识别能力与全局搜索能力,以及近邻传播(Affinity propagation,AP)算法自动确定最佳数据类数的能力,提出了一种基于人工免疫系统与近邻传播相结合的分类算法。通过自适应免疫算法,获得反映数据集模式特征的抗体记忆集,然后再利用基于聚类有效性指标的AP算法确定抗体记忆集的最佳聚类数,以此构造分类器。最后,通过人工数据集和UCI基准数据集来测试该分类器。实验结果表明,与直接采用免疫算法和AP算法相比,该算法在分类正确率和识别性能方面均有良好的表现。在与一些经典分类算法的对比实验中,本文算法也表现出较好的竞争力。

高校校园文化在高等教育中的作用

在高等教育过程中,高校的校园文化作为一种环境教育力量,可以与课堂教育结合,从而提高高等教育质量。每所高校都有自己的校园文化,特有的校园文化不断的熏陶和影响着每所高校的学生,进而形成每所学校的学生具备各自学校所传承的知识结构和性格特点,教育工作者应该梳理自己学校的校园文化,挖掘校园文化的教育作用。

太阳系多目标探测轨道优化设计

将太阳系多目标探测的轨道优化设计问题转换成非线性规划问题,建立了轨道优化模型。针对非线性规划问题解的多峰性,设计了一种融合改进的网格搜索算法和差分进化算法的组合优化算法。利用改进的网格搜索算法以适当的步长寻找理想的发射窗口和各阶段转移时间,产生差分进化的初始群体,进而使用差分进化算法搜索初始群体附近的子空间,通过全局范围内的比较得到较理想的结果。最后以2018～2020年太阳系多目标探测为例,面向土星环绕探测任务完成了飞行中途探测太阳系多颗大行星的轨道优化设计。数值仿真结果表明上述算法对太阳系多目标探测轨道优化设计具有较好的通用性和应用参考价值。

基于能量构型的一种有效的地形回避算法

基于能量构型的思想提出一种控制算法有效的解决了飞行器飞往目标区域过程中地形回避问题。首先,通过构造抛物线形式的势能函数得到连续有界的控制力使飞行器自主飞往目标区域,再通过叠加高斯形式的势能函数避免飞行器路过威胁区域,同时可以避免群体飞行器之间发生碰撞。对所提出的控制算法,均通过Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性。最后通过仿真验证了所提算法的有效性。

高速及超高速钻地弹侵彻土壤深度及轨迹的研究

为了对地下掩体进行有效打击,钻地弹在现代战争中受到了广泛的重视.但由于地下掩体深度的不断加深,目前常规钻地弹已无法对其构成威胁.目前世界各国对钻地弹的研究主要集中于其侵彻深度,而对其侵彻轨迹的研究还相对较少,而侵彻轨迹对于深钻地弹的有效打击至关重要.因此,本文在分析三维钻地弹形状及受力的基础上运用空腔膨胀理论推导了三维弹体侵彻深度的解析解,同时,基于微分面积力法,运用ABAQUS有限元软件模拟仿真钻地弹侵彻土壤的空腔膨胀理论模型.为了研究钻地弹侵彻土壤的轨迹,本文针对常规高速钻地弹以及运用弹道导弹携带钻地弹头的超高速钻地弹进行研究.研究表明:本模型可以有效给出了弹体攻角、侵彻角以及弹体质心位置对钻地弹侵彻轨迹的影响以及相应条件下钻地弹侵彻土壤时的过载曲线.在对常规高速钻地弹侵彻轨迹的研究中发现:钻地弹的初始攻角可以使得带有同方向侵彻角的弹体侵彻轨迹优化.

泛函网络在导航卫星钟差中长期预报中的应用

为了更好地反映导航卫星钟差特性以及提高导航卫星钟差中长期预报精度,在对卫星原子钟差预报建模时,除考虑卫星原子钟频移、频漂和频漂率等物理性质外,还考虑了卫星钟差的周期性变化和随机性等特点.在传统多项式预报模型基础上,采用泛函网络对卫星钟差的周期项和随机项部分进行建模,利用GPS导航卫星钟差数据进行预报实验,并与传统的多项式模型、灰色系统模型、差分自回归滑动平均(ARIMA)模型以及Kalman滤波方法的预报结果进行比对,结果表明,基于泛函网络建立的混合预报模型能有效减小导航卫星钟差的中长期预报误差。