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一种不规则小行星附近周期轨道全局搜索策略
1
作者
张世栋
李明涛
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期507-520,共14页
研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则...
研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则小行星引力加速度快速估计方法;在此基础上,通过参数空间内随机化粗略搜索获得周期轨道的初值猜想;利用遗传算法在初值猜想附近区间进行精细搜索,找到周期轨道的初值。通过对不规则小行星433 Eros附近周期轨道的搜索,对其附近不同形状的周期轨道进行了分类,分析周期轨道在小行星附近的分布规律。
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关键词
不规则小行星
引力加速度
周期轨道
随机搜索
遗传算法
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职称材料
小天体不规则度与光学导航质心提取及应用
被引量:
4
2
作者
崔平远
贾贺
朱圣英
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期83-91,共9页
针对深空自主导航的小天体“形心和光心”提取问题,提出了小天体不规则度的概念,并给出了定义。小天体不规则度可以度量小天体形状和亮度的不规则程度,并作为不规则小天体质心提取方法的选取准则。首先提出了基于小天体不规则度的图像...
针对深空自主导航的小天体“形心和光心”提取问题,提出了小天体不规则度的概念,并给出了定义。小天体不规则度可以度量小天体形状和亮度的不规则程度,并作为不规则小天体质心提取方法的选取准则。首先提出了基于小天体不规则度的图像处理方法选取准则,进而针对形状不规则程度较大的小天体,提出一种基于最小外接图形的不规则小天体形心提取方法。最后,对基于不规则度的图像处理方法选择和形心提取算法进行了仿真。结果表明,不规则度很好地刻画了小天体不规则特性,选取准则可以实现算法的有效选取,实现小天体质心的高精度提取。
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关键词
小天体不规则度
质心提取
光学导航
图像处理
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职称材料
不规则小行星引力场内的飞行动力学
被引量:
16
3
作者
李俊峰
曾祥远
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期429-451,共23页
小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰...
小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰撞或逃逸.概述小行星研究现状和不规则引力场建模方法.重点介绍不规则引力场内动力学特性,包括引力平衡点、局部流形、自然周期轨道和悬停探测轨道等,尝试提出新的研究方向.
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关键词
小行星探测
不规则引力场
局部流形
周期轨道
悬停轨道
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职称材料
多面体模型的Eros433引力场计算与分析
被引量:
3
4
作者
崔祜涛
张振江
余萌
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期17-22,80,共7页
为更好的认识不规则小行星引力场的特点,本文采用多面体模型法对Eros433小行星的引力场进行计算,并由此分析了小行星引力场的分布特点.首先介绍了多面体模型的概念和小行星多面体模型的计算方法.然后,应用高斯公式和格林公式,通过两次...
为更好的认识不规则小行星引力场的特点,本文采用多面体模型法对Eros433小行星的引力场进行计算,并由此分析了小行星引力场的分布特点.首先介绍了多面体模型的概念和小行星多面体模型的计算方法.然后,应用高斯公式和格林公式,通过两次积分变换将引力势函数的三重积分转化为一重积分,并将其应用到多面体模型中,推导了多面体模型的引力势函数、引力加速度和拉普拉斯算子的计算公式.最后,计算并分析了Eros433小行星引力场的分布特点,应用伪势能曲面和零速度曲线分析了小行星周围的轨道动力学环境和平衡点的位置情况,通过与JPL实验室公布的数据对比表明,本方法最大计算误差为1.52%,具有较高的精度.
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关键词
Ero4433小行星
引力场建模
不规则形状
多面体模型
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职称材料
小行星的奇特动力学
被引量:
11
5
作者
李俊峰
曾祥远
张韵
《力学与实践》
北大核心
2016年第6期603-611,共9页
小行星数以百万计,有着千奇百怪的外形.无论是小行星自身长期演化、还是它们附近的绕飞物体,都有着奇特的动力学现象.介绍小行星研究现状和发展趋势,阐明影响小行星姿态轨道长期演化的重要作用——雅科夫斯基效应和YORP效应.概述小行星...
小行星数以百万计,有着千奇百怪的外形.无论是小行星自身长期演化、还是它们附近的绕飞物体,都有着奇特的动力学现象.介绍小行星研究现状和发展趋势,阐明影响小行星姿态轨道长期演化的重要作用——雅科夫斯基效应和YORP效应.概述小行星不规则引力场描述方法与其中复杂的周期轨道,尝试提炼其中的科学问题和研究方向.
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关键词
小行星
雅科夫斯基效应
YORP效应
不规则引力场
自然周期轨
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职称材料
强不规则天体引力场中的动力学研究进展
被引量:
7
6
作者
姜宇
宝音贺西
《深空探测学报》
2014年第4期250-261,共12页
小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对...
小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对其形成近距离探测轨道的基础。从引力场模型和动力学行为两个方面综述了强不规则天体引力场中动力学的研究进展,在引力场模型的研究方面介绍了强不规则天体引力场建模的球谐函数摄动展开模型、简单特殊体模型及多面体模型的研究现状,在动力学机制的研究方面介绍了强不规则天体引力场中的周期轨道和拟周期轨道、平衡点、流形、分岔与共振以及混沌运动的研究现状,指出了这些方面研究的重点与难点。分析了强不规则体引力场中动力学的研究趋势。
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关键词
强不规则天体
小行星探测
彗星探测
宇航动力学
动力学规律
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职称材料
基于不规则曲线匹配的小天体着陆器视觉导航算法
被引量:
1
7
作者
邵巍
王博宁
+4 位作者
窦凌飞
赵韩雪
谢金城
姚文龙
黄翔宇
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2022年第1期79-89,共11页
针对小天体着陆器着陆过程的视觉导航问题,本文提出了一种利用不规则曲线上的点-切线来估计着陆器位姿的算法.首先,通过构建不规则曲线描述符完成着陆图像中的不规则曲线匹配;其次,建立位姿与点-切线之间的约束关系;然后,通过曲线参数...
针对小天体着陆器着陆过程的视觉导航问题,本文提出了一种利用不规则曲线上的点-切线来估计着陆器位姿的算法.首先,通过构建不规则曲线描述符完成着陆图像中的不规则曲线匹配;其次,建立位姿与点-切线之间的约束关系;然后,通过曲线参数化的方法求解高阶方程组,并利用约束条件求得位姿参数唯一解及多条匹配曲线的最小二乘解;最后,通过仿真验证了噪声强度、正确匹配曲线个数对导航精度的影响,证明了算法的可行性.
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关键词
小天体着陆
视觉导航
不规则曲线匹配
曲线积分
原文传递
题名
一种不规则小行星附近周期轨道全局搜索策略
1
作者
张世栋
李明涛
机构
中国科学院大学
中国科学院国家空间科学中心
出处
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期507-520,共14页
基金
国防科工局空间碎片与小行星专项课题资助(kjsp2020020101)。
文摘
研究不规则小行星附近的自然周期轨道,有助于更好地认识小行星附近的动力学特性。周期轨道的搜索过程需要频繁地进行轨道递推,其中绝大多数的计算时间消耗在不规则小行星附近的引力加速度计算中。为提高加速度计算效率,提出一种不规则小行星引力加速度快速估计方法;在此基础上,通过参数空间内随机化粗略搜索获得周期轨道的初值猜想;利用遗传算法在初值猜想附近区间进行精细搜索,找到周期轨道的初值。通过对不规则小行星433 Eros附近周期轨道的搜索,对其附近不同形状的周期轨道进行了分类,分析周期轨道在小行星附近的分布规律。
关键词
不规则小行星
引力加速度
周期轨道
随机搜索
遗传算法
Keywords
irregular asteroid
Gravitational acceleration
Periodic orbitals
Random search
Genetic algorithm
分类号
P1 [天文地球—天文学]
V476 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
小天体不规则度与光学导航质心提取及应用
被引量:
4
2
作者
崔平远
贾贺
朱圣英
机构
北京理工大学深空探测技术研究所
深空自主导航与控制工信部重点实验室
飞行器动力学与控制教育部重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期83-91,共9页
基金
国家重点研发计划(2019YFA0706500)
国家自然科学基金(61873302,61973032)
+1 种基金
基础科研(JCKY2018602B002,JCKY2019602D022)
民用航天预研项目。
文摘
针对深空自主导航的小天体“形心和光心”提取问题,提出了小天体不规则度的概念,并给出了定义。小天体不规则度可以度量小天体形状和亮度的不规则程度,并作为不规则小天体质心提取方法的选取准则。首先提出了基于小天体不规则度的图像处理方法选取准则,进而针对形状不规则程度较大的小天体,提出一种基于最小外接图形的不规则小天体形心提取方法。最后,对基于不规则度的图像处理方法选择和形心提取算法进行了仿真。结果表明,不规则度很好地刻画了小天体不规则特性,选取准则可以实现算法的有效选取,实现小天体质心的高精度提取。
关键词
小天体不规则度
质心提取
光学导航
图像处理
Keywords
asteroid
irregular
ity degree
Centroid extraction
Optical navigation
Image processing
分类号
V448.224 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
不规则小行星引力场内的飞行动力学
被引量:
16
3
作者
李俊峰
曾祥远
机构
清华大学航天航空学院
北京理工大学自动化学院
出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2017年第1期429-451,共23页
基金
国家自然科学基金项目(11602019
11572166)
北京理工大学优秀青年教师资助计划(2015YG0605)资助
文摘
小行星探测是当前深空探测的主要方向之一,具有重要的科学意义.绝大多数小行星引力场极不规则,探测器在小行星附近运动形态复杂多样.由于同时受到中心引力、快速自旋的不规则形状摄动力、以及光压摄动等作用,探测器容易与小行星发生碰撞或逃逸.概述小行星研究现状和不规则引力场建模方法.重点介绍不规则引力场内动力学特性,包括引力平衡点、局部流形、自然周期轨道和悬停探测轨道等,尝试提出新的研究方向.
关键词
小行星探测
不规则引力场
局部流形
周期轨道
悬停轨道
Keywords
asteroid
exploration,
irregular
gravitational field, local manifold, periodic orbits, body-fixed hovering
分类号
P185.7 [天文地球—天文学]
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职称材料
题名
多面体模型的Eros433引力场计算与分析
被引量:
3
4
作者
崔祜涛
张振江
余萌
机构
哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期17-22,80,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(10672044)
文摘
为更好的认识不规则小行星引力场的特点,本文采用多面体模型法对Eros433小行星的引力场进行计算,并由此分析了小行星引力场的分布特点.首先介绍了多面体模型的概念和小行星多面体模型的计算方法.然后,应用高斯公式和格林公式,通过两次积分变换将引力势函数的三重积分转化为一重积分,并将其应用到多面体模型中,推导了多面体模型的引力势函数、引力加速度和拉普拉斯算子的计算公式.最后,计算并分析了Eros433小行星引力场的分布特点,应用伪势能曲面和零速度曲线分析了小行星周围的轨道动力学环境和平衡点的位置情况,通过与JPL实验室公布的数据对比表明,本方法最大计算误差为1.52%,具有较高的精度.
关键词
Ero4433小行星
引力场建模
不规则形状
多面体模型
Keywords
Eros433
asteroid
Modeling gravity fields
irregular
-shaped
Polyhedron model
分类号
V412 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
小行星的奇特动力学
被引量:
11
5
作者
李俊峰
曾祥远
张韵
机构
清华大学航天航空学院
北京理工大学自动化学院
出处
《力学与实践》
北大核心
2016年第6期603-611,共9页
基金
国家自然科学基金(11572166
11602019)
北京理工大学优秀青年教师资助计划(2015YG0605)资助
文摘
小行星数以百万计,有着千奇百怪的外形.无论是小行星自身长期演化、还是它们附近的绕飞物体,都有着奇特的动力学现象.介绍小行星研究现状和发展趋势,阐明影响小行星姿态轨道长期演化的重要作用——雅科夫斯基效应和YORP效应.概述小行星不规则引力场描述方法与其中复杂的周期轨道,尝试提炼其中的科学问题和研究方向.
关键词
小行星
雅科夫斯基效应
YORP效应
不规则引力场
自然周期轨
Keywords
asteroid
Yarkovsky effect
YORP effect
irregular
gravitational field
naturally periodic orbits
分类号
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
强不规则天体引力场中的动力学研究进展
被引量:
7
6
作者
姜宇
宝音贺西
机构
西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室
清华大学航天航空学院
出处
《深空探测学报》
2014年第4期250-261,共12页
基金
国家重点基础研究发展计划(973)计划资助项目(2012CB720000)
国家自然科学基金资助项目(11372150)
宇航动力学国家重点实验室基金资助项目(2014ADL-DW02)
文摘
小行星探测与彗星探测是深空探测的重要方面。一般来说,小行星和彗星因质量都不足以使得万有引力克服应力达到流体静力学平衡,而具有强不规则的外形。研究强不规则天体引力场中的动力学行为及其内在机制,是探测器被不规则天体捕获并对其形成近距离探测轨道的基础。从引力场模型和动力学行为两个方面综述了强不规则天体引力场中动力学的研究进展,在引力场模型的研究方面介绍了强不规则天体引力场建模的球谐函数摄动展开模型、简单特殊体模型及多面体模型的研究现状,在动力学机制的研究方面介绍了强不规则天体引力场中的周期轨道和拟周期轨道、平衡点、流形、分岔与共振以及混沌运动的研究现状,指出了这些方面研究的重点与难点。分析了强不规则体引力场中动力学的研究趋势。
关键词
强不规则天体
小行星探测
彗星探测
宇航动力学
动力学规律
Keywords
irregular
celestial body
asteroid
exploration
comet exploration
astronautic dynamics
dynamical law
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于不规则曲线匹配的小天体着陆器视觉导航算法
被引量:
1
7
作者
邵巍
王博宁
窦凌飞
赵韩雪
谢金城
姚文龙
黄翔宇
机构
青岛科技大学自动化与电子工程学院
北京控制工程研究所
出处
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2022年第1期79-89,共11页
基金
国家重点研发计划(编号:2019YFA0706500)
国家自然科学基金(编号:61773227,61673057)资助项目。
文摘
针对小天体着陆器着陆过程的视觉导航问题,本文提出了一种利用不规则曲线上的点-切线来估计着陆器位姿的算法.首先,通过构建不规则曲线描述符完成着陆图像中的不规则曲线匹配;其次,建立位姿与点-切线之间的约束关系;然后,通过曲线参数化的方法求解高阶方程组,并利用约束条件求得位姿参数唯一解及多条匹配曲线的最小二乘解;最后,通过仿真验证了噪声强度、正确匹配曲线个数对导航精度的影响,证明了算法的可行性.
关键词
小天体着陆
视觉导航
不规则曲线匹配
曲线积分
Keywords
asteroid
landing
visual navigation
irregular
curve matching
curve integral
分类号
V476.4 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V448 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种不规则小行星附近周期轨道全局搜索策略
张世栋
李明涛
《空间科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
2
小天体不规则度与光学导航质心提取及应用
崔平远
贾贺
朱圣英
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
下载PDF
职称材料
3
不规则小行星引力场内的飞行动力学
李俊峰
曾祥远
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2017
16
下载PDF
职称材料
4
多面体模型的Eros433引力场计算与分析
崔祜涛
张振江
余萌
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
3
下载PDF
职称材料
5
小行星的奇特动力学
李俊峰
曾祥远
张韵
《力学与实践》
北大核心
2016
11
下载PDF
职称材料
6
强不规则天体引力场中的动力学研究进展
姜宇
宝音贺西
《深空探测学报》
2014
7
下载PDF
职称材料
7
基于不规则曲线匹配的小天体着陆器视觉导航算法
邵巍
王博宁
窦凌飞
赵韩雪
谢金城
姚文龙
黄翔宇
《中国科学:物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2022
1
原文传递
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