地心惯性坐标系到质心轨道坐标系的坐标转换方法

卫星编队飞行通常需要高精度的星间基线测量信息,而坐标转换是影响基线确定精度的一个重要环节。以分布式InSAR为例,着重研究了从地心惯性坐标系到卫星质心轨道坐标系的转换方法,详细地推导了具体的转换公式。仿真实验表明:在相同的测量条件下,直接方法的转换精度优于间接方法。并且就目前的测量条件而言,卫星的绝对速度测量是影响直接方法转换精度的主要因素。

惯性坐标系下的旋翼气弹稳定性建模

为了较好地描述直升机铰接式、无铰式及无轴承式旋翼的动力学特性,本文根据Hamilton原理,采用中等变形梁理论,用Chopra的15自由度有限元梁元进行离散,并将挥舞、摆振和变距铰运动作为广义坐标,采用二维准定常气动力模型,直接在惯性坐标系下,建立了旋翼气弹分析的动力学模型,并用Pitt-Peters动态入流模型计入动态入流对稳定性的影响。本文基于惯性坐标系的旋翼气弹建模方法简化了建模,方便地嵌入了动态入流模型。通过与Princeton梁实验数据、ITR旋翼试验数据和直升机分析软件UMARC的计算值的对比,验证了本气弹分析模型的正确性,指出误差来源于气动模型。

非惯性坐标系下柔性梁的动力学分析与压缩建模

文章针对大范围运动已知的空间柔性梁结构建立其动力学方程。通过研究与分析,提出了文中精确模型,各项矩阵较原有一次耦合模型新增了2类耦合项:即变形耦合项和基点速度和角速度耦合项。通过仿真计算,比较其动力学特性与零次、一次耦合模型的差异,确定各种耦合项的作用,并进行了定性分析。最后研究了复杂系统的压缩建模问题,为工程实际和今后的研究奠定了理论基础。

非惯性坐标在列车纵向力分析中的运用

考虑车体与钩缓系统位移而造成的钩缓系统各部件间几何非线性特点,本文提出一种新的非线性列车车钩缓冲系统模型。忽略钩缓系统各部件惯性,将系统坐标分成惯性坐标和非惯性坐标:惯性坐标描述有惯性力作用其上的车体运动,与惯性力无关的非惯性坐标描述钩缓系统各部件的运动。在不增加状态方程数量、系统惯性坐标数量和约束方程数量的前提下,建立一个较为详细的钩缓系统模型,以体现系统各部件的运动自由度。本模型可在车体任意三维运动时捕捉钩缓系统各部位的运动自由度,而既有的简化钩缓系统模型则未能体现这一点。该方法还可避免由于过小质量的引入而带来系统微分方程组的刚性问题。最后,本文给出一个简化的列车模型算例来展示所述方法的运用。

中国与丹麦合作的水平子午环在建立惯性坐标系中的作用

预计Hipparcos测定星位的精度要远好于地面仪器的结果。对于从事地面仪器测量的天体测量学家来说,必须回答:地面仪器还能发挥什么作用?我们认为,地面仪器在未来建立惯性坐标系中仍起着重大作用。因为:1.地面经典仪器有相当长的观测历史,因此,在自行方面,有较好地面仪器观测历史的天体其精度并不亚于Hipparcos的结果。2.地面仪器观测可研究与地球物理有关的问题.3.空间卫星不可能包罗全部课题,仍有大量的课题需要地面仪器去观测。4.地面仪器研究课题的运转周期短。一般来说,空间观测的课题要10年以上的周期。5.地面仪器的改造,使得效率和精度有相当大的提高,特别是CCD探测器在天体测量上的应用。中国与丹麦合作的水平子午环,其有效口径为240mm,可观测到13~m.5的天体,因此我们的仪器将在惯性坐标的建立中发挥作用。根据本仪器的特点,可在下列课题发挥其作用:1.观测射电星,作参考系联结的工作。2.观测较暗的小行星,进行坐标系分点改正的工作。3.进行IRS星的绝对测定。4.观测射电源周围的天体,作为观测射电源的定标垦。5.改进FK5星的位置精度。本文发表于IAU141讨论会,1989年10月,列宁格勒。

基于惯性坐标系旋转调制的INS辅助跟踪环路误差分析

通过分析IMU标度因数引起的INS/GNSS组合导航系统辅助跟踪环路误差的特点,采用基于惯性坐标系的旋转调制方法抵消INS器件的标度因数误差,从而抑制了辅助跟踪环路误差。为提升整个INS/GNSS组合导航系统的性能提供了一种解决方案。

一种基于平面惯性坐标系的极区惯导快速初始对准方法

针对UUV捷联惯导的极区初始对准问题,在平面惯性坐标系的基础上,提出了一种基于平面惯性坐标系的极区初始对准方法,仿真验证结果表明,使用基于平面惯性坐标系的初始对准方法进行方位对准,获取位置信号的时间间隔在300s内,航向对准误差小于5′,获取位置信号的时间间隔在200s内,则航向对准误差小于1′,对准精度满足惯性导航对准要求,为极区惯导初始对准提出了一种新的思路。

抛射体在非惯性坐标系中的偏移规律

本文考虑地球自转时,抛射体(炮弹、火箭或导弹)在非惯性坐标系中的偏移规律。

在非惯性坐标系中抛射体的偏移与抛射角的关系

探讨了抛射体（炮弹、火箭或导弹）由于地球自转其偏移与抛射角的关系。

非惯性坐标系中的动量方程及其应用

根据流体力学的输运公式推导出非惯性坐标系的动量方程,讨论了其在一些条件下的应用。

CCD用于建立惯性坐标系(Ⅵ)误差累积分析

本文详细讨论了在测定河外星系与定标星的相对位置中的误差累积效应,并给出了相应的数值估计。

用时域有限差分方法研究非惯性坐标系下光子晶体传输特性

将时域有限差分(FDTD)方法用于非惯性坐标系下光子晶体理论研究,给出了非惯性坐标系下的差分方程和理想匹配层(PML)边界条件。设计了一个包含闭合环行腔和定向耦合器的光子晶体结构。定向耦合器的耦合长度为43a,这样的耦合长度既保证了闭合环行腔的高Q值,又保证了必要的频率分辨力。理论计算表明:光子晶体转动时,闭合环行腔里顺时针与逆时针方向传播的光有频差产生,此频差大小与光子晶体的转动角速度有关。

具有大范围运动和非线性变形的空间柔性梁在非惯性坐标系下的动力学分析

本文针对具有大范围运动和非线性变形的空间柔性粱,导出其在运动规律已知的非惯性坐标系下的动力学方程.通过计算分析,发现在本文精确模型下,其各矩阵项较原来的一次耦合模型增加了两类耦合项.通过仿真研究,发现由于这两类耦合项的作用造成了附加刚度项K_1、动力刚度项K_d的变化,而刚度项对结构的动力学特性具有较大的影响.

物理规律在惯性坐标系变换间的形式不变性

在不同的惯性坐标系中,物理规律应该有相同的表述形式。这样,不同地域的科学家才能用相同的公式进行交流。物理规律表述形式相同,就要求在表述规律的公式中出现的各个项,在坐标变换下,有相同的变换规律。

四反射镜结构极坐标红外惯性稳像平台像旋研究（英文）

针对极坐标式直接稳像平台结构和间接稳像平台的四反射镜成像光路结构,推导其两框架运动所引起的像旋角度。结果表明俯仰框和滚转框的运动均会引起像旋。四反射镜间接稳像结构像旋随着离轴角增大,滚转框运动所引起的像旋角度也逐渐增加,在小离轴角时,滚转所引起的像旋也较小。直接稳像结构像旋角度与滚转框架角的正切值成正比,与俯仰框架角的余弦值成反比。仿真结果表明,四反射镜结构像旋比直接稳像结构的要小,对成像质量影响小。

利用重力加速度定矢建立惯性参考坐标系进行生物运动学变量的在体测量

运动生物力学是一门实验科学,即着重对于所考察的运动行为进行实验研究。对于生物力学研究方法和实验仪器的基本要求有三:1)应能保证取得可靠的测量结果,测量精度应与研究的目的相适应;2)方法和仪器不应影响被研究的过程,即不使测量结果失真,对受试者的运动行为应无妨碍;3)应能及时取得最终结果。按实验仪器相对于受试者身体的安装位置,有体外无接触测量和在体测量之分。前者最常见的有光学法和光学电子学法。光学法存在着光化学加工过程的延宕,不能满足及时性的要求。光学电子学法如摄像、录像技术,受工作频率的限制难于满足关于测量结果可靠性的要求。其他如激光测速等方法。

适应大范围星场密度变化的恒星辨识与抑制

大视场光学望远镜是中高轨目标搜索的重要设备,在搜索图像中除中高轨目标外还存在恒星目标,对恒星目标进行辨识与抑制是中高轨目标检测的必要环节之一。考虑银道面附近天区、曝光时间差异以及多云遮挡等因素的影响,图像中的星场密度变化区间非常大,传统的恒星辨识方法在计算准确性与实时性方面均存在局限性,导致恒星虚警、计算超时等情况的发生。为解决该问题,提出了一种基于惯性坐标时域相对不变性的恒星辨识与抑制方法。推导了地平坐标系与惯性坐标系的数学转换关系,并由此构建了恒星辨识模型;在不同的静态系统误差条件下,量化分析了恒星目标的惯性坐标时域相对不变性;最后,开展了恒星辨识与抑制算法的仿真与实验验证。仿真与实验结果表明:在时间间隔为10 s、静态系统误差为10″的条件下,恒星的惯性坐标最大相对差异为0.51″(赤经),0.16″(赤纬),其时域相对不变性满足恒星辨识需求,辨识过程完全不依赖星场密度。经100圈次中高轨目标实测图像验证,本文方法未出现恒星虚警及中高轨目标检测缺失的现象。

两种坐标系下惯导传递对准效果比较

分别建立了发射点惯性坐标系和当地地理坐标系下的惯导误差传播模型,以及典型匹配模式下的传递对准基本方程。基于运载火箭主动段飞行,分析了姿态机动运动对两种坐标系下传递对准的不同影响。数学模型和仿真分析表明,两种坐标系下的传递对准在原理和系统特性上均有较大差异。典型匹配方案的对准效果对比表明,发射点惯性坐标系内的"角速度+加速度"匹配是一种能够实现子惯导快速、准确初始化的有效方法。

机载雷达目标搜索和跟踪中的坐标系问题

雷达对目标进行搜索和跟踪时,由于雷达的体制、安装方式(运载体还是地面固定位置)、工作方式等的不同,涉及到许多坐标系。结合实际工程问题,对雷达搜索与跟踪中坐标系问题进行了深入探讨。包括坐标系的定义、作用、坐标系转换问题,坐标转换中的误差定量分析,所得出的结论对于雷达对目标进行搜索与跟踪,尤其是对安装于运载体上的雷达坐标系问题有很大的参考价值,并给出了某型直升机载雷达挂飞时的实测姿态数据。