风三微波亮温数据在北疆地区的雪深反演研究

根据地理环境和气候差异将新疆北疆地区分为天山北坡、阿勒泰地区、塔额盆地、伊犁地区和古尔班通古特沙漠5个典型区域,计算了2010—2011年冬春两季FY-3B微波成像仪(MWRI)L1 18.7GHz和36.5GHz垂直/水平极化4通道降轨亮温数据,采用Neale干湿雪判别标准去除湿雪像元,同时结合MOD10A1日雪盖产品剔除无雪区,得到各个分区积雪区域内的干雪像元亮温数据,将其与对应气象站同期实测雪深进行回归拟合,其中,实测雪深满足日最高温<6℃和雪深≥5cm两个条件,最终建立了北疆地区5个典型分区的干雪雪深反演模型。结果显示,①天山北坡、阿勒泰地区气象站分布均匀且数量较多,反演误差较小,实测雪深≥15cm时,误差百分比仅为8%和11%;古尔班通古特沙漠测站虽少,但其模型反演误差最小,由于该区域站点较少,模型代表性不够;②北疆冬季气温较低,易形成深霜层和冻土层,这会对微波辐射形成较大的影响,在冬季温度较低、积雪深度较大的阿勒泰地区和塔额盆地表现得尤为明显。

定时定点月面着陆全程轨道控制设计

针对定时定点月面着陆的目标要求,提出了全程轨道控制设计方法。进行了包括地月转移、近月制动、环月降轨和动力下降的全程轨道控制的分段设计和联合规划,实现在入轨轨道偏差条件下的定时定点月面着陆。分别构建了中途修正、近月制动、环月降轨三段轨道控制的规划变量和目标参数;根据轨道倾角建立了动力下降点与着陆点的匹配转换关系。设计了中途修正、近月制动、环月降轨、动力下降的全程轨道控制策略的联合规划。建立了着陆位置偏差与轨道倾角偏差、着陆时间偏差与轨道半长轴偏差的修正关系,修正设计了中途修正目标倾角和近月制动目标半长轴。仿真算例表明,在入轨偏差轨道条件下,保证了中途修正后的飞行轨道与标称轨道基本一致,实现了与标称状态基本一致的定时定点月面着陆。可应用于月球着陆、月球采样返回以及载人登月等实施月面定时定点着陆任务的轨道设计和控制实施。

载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计

文章主要研究载人登月舱动力下降段应急返回轨道设计问题。针对应急返回对等待时间的需求,改进了同心椭圆返回轨道方案。将显式制导法应用于应急返回上升段控制中,充分利用了登月舱的剩余速度,得到了满足要求的入轨精度。根据仿真结果确定了利用下降级推力器完成上升段应急返回的准则。在上升段仿真的基础上设计了跟踪段过渡椭圆轨道,显著缩短了登月舱在停泊轨道的等待时间。文中的方法和结论可以为载人登月工程应急返回提供一定的参考价值。

环月降轨实现月面着陆的控制策略

针对探测器实现月面着陆的问题,对环月降轨轨道控制策略进行了研究。根据环月降轨的控制方程,将环月降轨单脉冲控制变量的不同组合与月面着陆目标参数建立了3种关系;建立了定时定点月面着陆、定点月面着陆和目标纬度区域月面着陆3种环月降轨控制策略,并给出了控制策略求解算法和步骤。针对定点月面着陆,单脉冲对半长轴和近月点高度进行组合控制,分析了环月降轨控制解空间。针对标称环月轨道/-偏差环月轨道/+偏差环月轨道,分别进行了定时定点/定点/目标纬度区域3种月面着陆的控制计算,验证了环月降轨控制策略。可应用于月球着陆、月球采样返回及载人登月等实施月面定时定点着陆任务的轨道控制。

一种月球飞船动力下降预测制导方法的研究

研究了一种月球飞船动力下降段的预测制导方法。首先在轨道平面内建立了月球飞船飞行力学模型;然后基于开普勒轨道力学,由飞船当前飞行状态预测其落月位置和速度,以及相应的剩余飞行时间。设计了切向和法向解耦的闭环制导律。切向制导律根据预测的落点速度偏差和剩余飞行时间形成切向推力控制量来控制飞船速度大小,以消除落点速度偏差。法向制导律根据预测的落点位置偏差形成法向推力控制量,来改变飞船速度方向,以消除落点位置偏差。所设计的预测制导律,通过解析解预测落点状态,比传统的基于数值计算的预测方法在线计算量小,易于实现。数值仿真验证了该制导律的有效性。

基于电推系统的GEO卫星转移轨道段可测控性优化设计

基于电推系统的地球同步轨道(GEO)卫星需要利用霍尔推进器使其从地球同步转移轨道(GTO)推到GEO轨道,整个变轨时间段长达数月。在整个变轨过程中卫星具有姿态无法保持对地的特点,该特点将会减少卫星可测控时长。针对变轨段卫星姿态不确定减少可测控时长的问题,提出了一种在已有的轨道和姿态条件下,使用梯度下降算法寻找测控天线最优布局的方法,目的是使卫星获得最长的总可测控覆盖时长以及对中继星最长的可测控时长。结果显示通过改动天线布局可以显著地提升对地以及对中继星可测控覆盖时长,同时也能提升转移轨道关键时段对中继星可测控覆盖时长。与为天线增加转台与控制系统这类传统方法相比,该方法可以在不增加成本和质量的前提下,在一定程度上改善了电推卫星的可见性时长,对全电推卫星测控有指导意义。

运载火箭任务降级轨迹规划问题特性分析研究

对运载火箭非致命故障下的任务降级轨迹规划问题进行了研究。考虑降级轨道目标点未知带来的终端状态不确定情况,利用离散配点选取时考虑终端状态的flipped Radau伪谱法将连续最优控制问题转化为代数约束的非线性规划问题。分别针对某型运载火箭三子级推力下降无滑行和考虑滑行的情况,从初始轨迹敏感度、求解收敛精度等方面对任务降级轨迹规划问题的特性展开数值实验与分析,为后续工程实施提供基础支撑。

列车轨道曲线拟合算法改进研究

为了获得高效、高精度的轨道曲线,为铁路运营维护提供准确的空间分析手段,实现列车定位和运行控制。在论文中利用历史定位数据的误差特性,提出在线学习的逻辑回归改进算法模型,通过最速下降法优化加快收敛,拟合多条轨道曲线数据。验证在交叉轨道、平行轨道等复杂情况的可行性,并且分析在不同Lambda(学习率)情况下对多条轨道拟合准确度的影响。仿真结果表明,论文逻辑回归拟合改进模型算法比逻辑回归拟合算法准确度高;在合理选择Lambda(学习率),能够在同一时间拟合多条轨道曲线数据并保证拟合度准确性达到90%以上。

原子的壳层能量及电子排布

结合原子物理教学实际讨论原子基态时的壳层能量，从而对原子基态时的特殊电子排布作出定性解释．

一类二维自映射的周期轨道

Sarkovskii.A.N.讨论了线段自映射的周期轨道,廖公夫指出了一类圆周自映射的周期轨道。本文主要利用映射的下降给出一类二维自映射的周期轨道。

嫦娥四号月球探测器定时定点着月控制

嫦娥四号探测器预选着陆点在月球背面冯·卡门撞击坑,着陆区域较小,且要求定时定点着陆控制,同时着陆前的飞行时间长、阶段控制多,因而精确控制难度较大.针对该问题,基于轨道偏差随摄动的演化特性,结合解析法和数值法优点,提出了动力学控制参数的半解析求解方法.首先,通过对着月点和动力下降点位置的分析,得到了着月点和动力下降点位置的解析关系.同时,分析得到了着陆点经度偏差与轨道平面偏差的解析关系.其次,研究了轨道控制策略,按飞行阶段给出了轨道平面偏差到偏航角的转换方法和着月时间到目标半长轴的调整方法.最后,给出了本方法在嫦娥四号工程中的实际应用情况,基于对实际任务结果的分析可见,实现了着月控制参数的快速精确求解.

高分辨率空间光学系统位置误差的无波前传感综合校正

高分辨率三反射式空间光学系统的三个镜子之间的相对位置误差会影响整个系统的性能,需要进行空间在轨调校。提出一种新的无波前传感综合校正方法,将随机并行梯度下降算法、相位变更法和灵敏度矩阵反演法相结合,既保留了灵敏度矩阵反演法的校正精度,又大大提高了可校正误差的动态范围。该方法无须使用波前传感器,系统简单,实现容易。对一个典型的三反射式空间光学系统进行了大动态范围位置误差在轨综合校正的计算机仿真,结果表明,该方法大大提高了可校正误差范围,同时实现了很高的校正精度。