卫星天线双轴定位系统虚拟样机动力学仿真

首先概述了双轴定位系统工作原理,在对系统结构进行分析、简化的基础上建立了双轴定位系统三维实体模型。其次,详细说明了基于三维实体模型的虚拟样机建模方法。然后,对虚拟样机进行了运动学和动力学仿真,并针对仿真结果进行深入细致分析,为卫星天线双轴定位系统物理样机的优化设计提供了技术支持。

高动态信号模拟器中的多普勒模拟算法

为了测试卫星定位系统接收机的性能,须用信号模拟器来模拟各种条件下真实的卫星发射信号。卫星信号模拟器由软件、硬件和上位机三部分组成。系统主要包含目标运动轨迹计算、误差计算、导航电文生成及信号调制发射等功能模块。中频信号处理中的多普勒频移模拟是高动态卫星信号模拟器要解决的一项关键技术。为此,提出了一种全相参的多普勒模拟算法,基于真实的高动态运动模型解算出伪码和载波的频率字,在现场可编程门阵列(FPGA)中通过数控振荡器(NCO)设计产生真实的动态卫星信号。通过实际测试并与理论数据进行了比对验证,模拟出的动态特性与真实卫星信号的多普勒特性一致。

含间隙卫星天线双轴定位机构动力学仿真分析

以某卫星天线双轴定位机构为对象,研究运动副间隙对天线定位系统运动特性的影响,采用非线性等效弹簧阻尼模型建立间隙处的接触碰撞模型。同时采用Coulomb摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用,并将其嵌入到ADAMS多体系统动力学分析软件中,基于虚拟样机技术建立了含运动副间隙的卫星天线双轴定位机构动力学模型,并采用ADAMS进行了动力学仿真,分析运动副间隙对天线双轴定位机构动力学特性的影响,以及间隙大小对双轴定位机构动力学特性的影响。仿真结果表明,运动副间隙对卫星天线双轴定位机构运动特性有显著的影响,可以较好的预测运动副间隙对双轴定位机构的影响。

高动态GPS卫星信号模拟器导航电文生成

为了测试全球定位系统GPS (GlobalPositioningSystem)接收机的性能 ,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号 .GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成 .软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算模块等模块组成 .导航电文产生功能模块是高动态GPS卫星信号模拟器要解决的一项关键技术 .给出了 3个卫星星钟改正参数的物理意义和星历产生模型 ,根据这些参数并结合相应的时间参数来形成卫星导航电文 .通过程序仿真并与导航电文进行验证 。

含间隙卫星天线双轴驱动机构动力学特性分析

以某型点波束卫星天线双轴驱动机构为研究对象,研究关节间隙对驱动机构动力学特性的影响规律。通过建立关节间隙动力学模型,并将间隙模型嵌入到虚拟样机中,进一步建立含间隙的双轴驱动机构虚拟样机。利用虚拟样机进行动力学仿真,分析关节间隙对双轴驱动机构动力学特性的影响。同时,利用多项式拟合的方法给出间隙大小对系统动力学特性的影响规律。结果表明,关节间隙会使运动副构件间发生接触碰撞,导致驱动机构执行末端动力学特性变化,影响运行稳定性,降低定位精度。且随着关节间隙的增大,执行末端的速度误差和加速度误差峰值都随之增大,使系统的运行稳定性变差。所得结论对双轴驱动机构定位精度的分析与控制具有重要的理论价值及工程实际意义。

“北斗一号”导航定位动态信号的模拟实现

随着GPS、GLONASS、GALILEO和我国北斗导航系统的建设,各种导航定位用户机在国民经济和国防建设中的应用越来越广泛,其性能也越来越受到用户的重视和关心。如何进行导航定位用户机的测试与试验,是很多用户必须面临的问题。采用卫星导航信号模拟器,仿真真实的导航信号环境,对用户机进行功能检查和性能试验,是解决这一问题的有效途径。该文介绍了“北斗一号”双星定位系统的工作机制以及动态信号的模拟要求,详细阐述了模拟信号各种动态特征的实现途径,并对模拟信号进行了计算机仿真和系统实现。仿真和试验结果表明:“北斗一号”双星定位动态信号的模拟实现途径可行,能够满足各种用户设备的性能测试与验证。

卫星天线双轴定位机构建模与仿真

卫星天线定位机构对控制天线的运动精确具有重要的意义。本文介绍了卫星点波束天线双轴定位机构的基本组成,建立了刚体动力学模型、仿真模型,并开发了仿真软件,对系统进行了仿真。

运动副间隙对卫星天线双轴机构动态特性影响

卫星天线指向精度要求高,天线驱动机构中有运动副的存在就不可避免地含有间隙,研究间隙等非线性因素对卫星天线驱动机构动态特性影响尤为重要。以某型卫星天线双轴驱动机构为研究对象,基于虚拟样机技术,采用非线性弹簧阻尼模型建立了间隙处的接触碰撞模型,同时采用库伦摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用。通过对虚拟样机进行动力学仿真,分析研究了运动副间隙及其大小、不同驱动力矩等因素对双轴驱动机构动态特性的影响规律。结果表明:间隙及过大的驱动力矩将使天线定位精度降低、稳定性变差。综合考虑各因素影响,对卫星天线系统进行结构优化,是提高天线定位精度的有效途径。

基于行为的太阳帆群编队方法

文章提出了一种基于行为的太阳帆群编队路径规划方法。通过行为控制技术,在有限的感知信息条件下,便可获得自动的分布式控制律,将同质的各太阳帆导引至目标构型。导引过程中,各帆期望速度均为所设置三个行为速度(聚集、排斥、驻留)的矢量和,而各行为参数则利用目标构型的对称性进行设置。特别地,为了降低控制成本,聚集行为在仿真中利用了太阳引力、光压实际环境下形成的太阳帆轨道性质进行改造。通过日心悬浮轨道上的太阳帆群编队数值仿真,验证了文中方法的有效性和优越性。仿真结果表明,仅通过设置三个简单的行为,便可在日心悬浮轨道上得到许多有价值的太阳帆群构型。此外,通过修改其中的聚集行为,该方法可以很容易地移植到太阳帆行星悬浮轨道以及椭圆型三体问题中的太阳帆轨道编队应用上来。

大型柔性卫星平台的变结构姿态控制

首先利用拉各朗日方程建立了大型柔性卫星的动力学方程,对该动力学方程进行了线性化,并且为了以后设计变结构控制器的需要,设计了状态观测器,然后设计了变结构控制器.在设计过程中,充分考虑了实际工程要求,采用了边界层方法来削弱变结构控制器的抖振,同时考虑了执行机构控制输出受限的情况.采取了利用4个偏置动量轮系统组成三轴零动量飞轮系统对卫星平台进行姿态控制.最后通过数学仿真证明了所设计的控制器的有效性.

GPS相对定位在星间测量中的应用

基于GPS载波相位差分技术,提出了星间测量中的GPS相对定位测量方案,分析了其算法模型,并利用两台GPS接收机进行了高动态仿真验证。仿真结果表明,该方案能达到厘米级的相对定位精度。

一种北斗卫星导航接收设备动态定位精度测试方法

文章提出了一种北斗卫星导航接收设备具体的动态定位精度测试方法,针对以北斗卫星导航接收设备动态定位精度测试方法为研究对象,利用卫星导航信号模拟器发出不同场景的模拟信号,来模拟实际环境中卫星导航接收设备使用到的各种不同动态场景,而卫星导航信号模拟器可以产生自身的一个信号轨迹,通过比较卫星导航信号模拟器的轨迹信号和卫星导航接收设备实际输出的定位信息,可以计算出卫星导航接收设备动态定位精度。实际测试证明了该动态定位精度测试方法可行、有效。

动态标校测试系统设计与分析

设计了基于无人机平台的动态标校测试系统。该测试系统能较好满足雷达俯仰角的标校测试。

阵列天线在高精度RTK测量中的应用

多年来,苍穹数码在北斗卫星应用新技术方面,做了大量的创新性研究和实践。本文重点就"北斗RTK+测绘网平差"技术融合及其在高精度定位定向测量和实时动态形变测量方面的应用,以及"北斗定位+GIS应用"技术融合及其在少星定位方面的应用进行了阐述。

时变磨损间隙对机构可靠性的动态影响

为克服磨损速率恒定和磨损影响因素随机性假设带来的不足,并准确预测机构磨损可靠性的动态变化过程,利用等效弹簧阻尼接触碰撞力模型和磨损过程离散化方法,建立了关节间隙的时变磨损方程;引入PHI2方法、定义上穿率,将时变磨损方程转变成时变可靠性方程,从而提出了含时变间隙多体系统动力学和PHI2方法相结合的磨损可靠性分析方法。以某星载天线双轴定位机构为例,研究了产品可靠性及参数概率灵敏度的动态变化规律,分析了磨损各参数对产品可靠性的影响。结果表明,在稳定磨损阶段结束以前,接触碰撞力是主导因素,其对可靠性的敏感度是其他因素的10倍以上,此后,间隙将超过接触碰撞力,成为新的主导因素;且间隙存在临界情况,在此之前,间隙的适当增大有利于产品可靠性的提高。相比于现有研究强调磨损随机性、忽略磨损过程的非线性变化和间隙时变对可靠性的影响,所提方法能准确预示磨损及可靠性的动态变化过程。