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宇航学报杂志 宇航学报杂志 宇航学报
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宇航学报杂志 2010年第03期

Journal of Astronautics

主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国宇航学会
国际刊号:1000-1328
国内刊号:11-2053/V
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 984.00
创刊:1980
类别:工程科技II
周期:月刊
发行:北京
语言:中文
起订时间:
曾用名:宇航学报
出版社:协会类
邮编:100048
主编:马兴瑞
邮发:2-167
库存:200
主要栏目:
  • 论文
  • 实验研究
  • 研究简报
  • 评述
  • 综述
  • 工艺
  • 动态
  • 火星EDL导航、制导与控制技术综述与展望

    作者:李爽 彭玉明 陆宇平 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    以成功着陆火星探测器的导航、制导与控制系统为典型代表,系统地总结了火星EDL导航、制导与控制技术的历史与现状,对各种已有技术的优缺点进行了对比分析,并以未来的火星采样返回、载人登陆和火星基地任务为潜在工程应用目标,对下一代高精度火星EDL导航、制导与控制技术进行了比较全面的分析和展望。

  • 天基海洋目标监视的系统分析及相关研究综述

    作者:徐一帆 谭跃进 贺仁杰 李菊芳 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    天基海洋目标监视是现代卫星应用技术的重要发展方向。分析了海洋目标、海洋监视环境的特点,介绍了天基海洋目标监视资源的分类和发展情况,分析了各种不同类型监视平台及有效载荷的特点和适用性。综合评述了天基海洋监视中海洋目标检测、分类、识别等目标信息处理技术,对监视任务的规划调度方法及其他相关研究,分析了这些技术手段的特点、适用性及发展现状。最后分析了当前天基海洋目标监视相关研究和应用的发展趋势。

  • 二级入轨空天飞机上升轨迹优化

    作者:黄国强 南英 陆宇平 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    以最小燃料消耗量为性能指标,考虑了多种约束条件(过载、动压、加热率等),采用了组合优化方法对空天飞机上升轨迹进行优化。该组合优化算法包括静态参数与动态参数优化方法。其中,静态参数优化算法采用了全范围搜索方法,动态参数优化算法包括动态规划法与共轭梯度法。通过数值仿真计算,得到飞行分离状态数据及相应的最优上升轨迹。数值仿真表明,该组合算法对航天器轨迹优化具有良好的适用性及实际工程价值。

  • 基于量子遗传算法的无人飞行器航迹规划

    作者:孙阳光 丁明跃 周成平 傅阳光 蔡超 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    基于量子计算和量子理论,提出了一种基于量子遗传算法的无人机航迹规划方法。该方法利用表征量子叠加态的量子比特对航迹进行编码,引入具有量子特性的量子交叉算子和量子门变异调整策略,对航迹规划中代价函数进行优化,引导并实现航迹的规划选择。仿真试验结果表明,该方法不仅具有良好的种群多样性,而且还可以有效地提高算法的空间搜索和收敛能力。

  • 星际探测借力飞行轨道的混合设计方法研究

    作者:乔栋 崔平远 徐瑞 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    以金星借力探测火星为背景,针对传统借力飞行轨道设计方法中存在的问题,提出了一种星际探测借力飞行轨道的混合设计方法。该方法在分析借力天体特性的基础上,采用等高线图给出可能出现借力参数匹配的区域,提出"软匹配"策略进行轨道拼接,采用混合优化设计方法得到轨道优化设计参数,有效地解决了传统方法对一些满足约束条件转移轨道方案的遗漏问题。本文以2017-2018年金星借力探测火星为例给出了设计结果,设计参数与M.Okutsu给出的一致,同时还得到了该参数区域一个新的借力轨道转移方案。此外,本文还对2010-2018年采用金星借力探测火星的转移轨道进行了研究,给出了金星借力探测火星较好的设计参数区域,这些研究对于未来可能的火星探测任务的设计与规划具有重要的参考意义。

  • 基于序优化理论的晕轨道转移轨道设计

    作者:胡少春 孙承启 刘一武 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    利用晕轨道的稳定流形可以设计从地球到晕轨道的转移轨道。但由于小幅度晕轨道的稳定流形与地球停泊轨道无法相交,因此需采用两脉冲转移。微分修正法是求解两脉冲转移常用的优化方法,虽然收敛速度快,但很难获取全局最优解,而且收敛半径小,如果初始猜想与最优解相差很远,该方法可能会不收敛。将序优化理论与微分修正法相结合,利用序优化思想缩小搜索空间,得到足够好的初始猜想,然后利用微分修正法快速收敛到满足终端精度要求的解。仿真结果表明该方法有很好的收敛性,且计算量小。

  • 月球探测器着陆性能若干影响因素分析

    作者:陈金宝 万峻麟 李立春 张则梅 聂宏 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    软着陆缓冲装置是月球探测器的核心组成,对其着陆过程进行动力学分析是着陆器设计的重要环节。论文以四腿悬架式着陆器为研究对象,首先在综合考虑月面非线性变形、反推火箭残余应力、姿态控制力等基础上建立了探测器倾斜月面着陆过程动力学方程。其次,研究了月面摩擦系数、月面着陆倾斜角度、反推火箭残余应力、着陆速度对探测器着陆性能的影响。结果表明探测器着陆稳定性能伴随着月球表面土壤摩擦系数、月面倾斜角度、着陆速度的升高而急速降低;探测器反推火箭残余应力虽能较大地减缓月面对着陆器的冲击,但过大却容易导致探测器在月面反弹甚至翻滚。

  • 对接动力学试验台的建模与仿真研究

    作者:肖余之 邹怀武 徐峰 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    对接动力学试验台采用半物理仿真的方法实时模拟空间两个飞行器在设定对接初始条件下的对接动力学过程。本文应用EASY5和ADAMS建立了包括机构动力学模型、飞行器对接动力学解算、轨迹规划解算及运动模拟器位姿反解与液压伺服油缸等组成的对接动力学试验台系统联合仿真模型。进行组合初始姿态偏差对接仿真,通过仿真结果对比,验证了试验台数学模型的正确性。进行试验台精度考核仿真,再现了影响试验台精度的主要因素。该模型为试验台研制与调试提供了重要的依据。

  • 基于Hexapod的精密跟瞄平台研究

    作者:李伟鹏 黄海 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对精密光学设备的空间应用,设计了基于并联机构的空间高稳定精密跟瞄系统。利用所设计的宏/微双重驱动复合作动器和精密铰接元件,研制了精密跟瞄Hexapod平台原理样机,考虑到精密跟瞄系统的特点,开发了包括宏动控制系统、微动控制系统和检测系统在内的实验测试系统,并利用实验初步测试了Hexapod平台原理样机关键性能。由实验结果可知,平台原理样机的转动范围超过10°,最高开环转动速度大于5deg/s,经压电微动部分补偿后的平台静态定位误差小于5μrad,通过主动控制使扰动振幅衰减至噪声水平,可用于驱动有效载荷以较高的速度在较大范围内搜索目标并具有较好的静态定位精度和稳定性。

  • 一类柔性宏刚性微空间机器人广义动力学高效率建模研究

    作者:田富洋 吴洪涛 赵大旭 邵兵 王超群 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    研究了一类柔性宏刚性微空间机器人广义高效递推动力学建模算法。介绍了利用空间算子代数进行对刚柔混合欠驱动系统的描述方法。根据系统中铰链的驱动情况分别对铰链定义为主动铰和被动铰,通过铰链的类型以及判断是刚性体或者柔性体,分别按照两次从系统的顶端到基座的顺序、一次从基座到顶端的顺序进行了系统铰接体惯量的递推、系统冗余力的递推、广义加速度和广义主动力的递推。通过上述三种方式的递推过程建立了柔性宏刚性微空间机器人广义递推动力学模型,实现了高效率O(n)次的计算效率。最后通过软件仿真验证了本研究内容的正确性和高效性。

  • 基于角动量守恒的空间机器人动力学参数辩识

    作者:刘宇 夏丹 李瑰贤 徐文福 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    空间机器人由于加工、装配误差以及在轨燃料消耗等因素使其名义公称参数与实际动力学参数相比存在一定的误差。空间机器人路径规划和地面机器人不同,其广义雅克比矩阵包含动力学参数,使计算的轨迹偏离实际要求的路径,引起末端位姿误差。本文根据自由飘浮空间机器人的角动量守恒方程式,对一种两自由度空间机器人的基座以及机械臂的各个关节分别单独做三次多项式轨迹激励,利用基于偏差模型的最小二乘法和遗传算法对动力学参数进行辨识。仿真结果表明,遗传算法的计算稳定性和对动力学参数辩识精度优于最小二乘法。

  • 三星构型设计与时差定位精度研究

    作者:李文华 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    三星时差定位是星载高精度无源定位的重要形式,需要深入研究三星编队构型设计来改善其高精度定位性能。从三星时差定位原理出发,推导了地理经纬度位置下的误差分析模型,提出了基于最小定位误差均方差下的最佳构型数学表达式,并分析了不同构型对误差均方差的敏感程度;讨论了在三星编队飞行中进行构型设计与保持的问题,并根据定位误差周期稳定性和一致性设计要求,基于轨道相对动力学方程,提出了一种卫星编队的设计;通过仿真研究表明,三星形成的三角形构型中,其两腰长对应地心角距低于约0.3°时或三角形趋于共线时定位性能敏感;固定腰长情况下等腰直角三角形星座构型具有最佳误差特性;提出的具体编队方案,在运行周期内具有定位误差小和误差特性的良好一致性,对工程设计应用具有重要意义。

  • 交会椭圆轨道目标Hill制导误差分析

    作者:张刚 周荻 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    在交会椭圆轨道目标阶段,Hill制导受各种误差因素的影响。介绍了椭圆轨道目标Hill制导的误差因素,并着重研究了导航误差和控制误差对终端位置的影响,给出了误差的基本表达式。与交会圆轨道目标情况进行比较,分析了初始真近点角对导航误差引起的终端位置偏差的影响。在此基础上给出了一种修正算法,理论上证明了修正算法能显著提高终端位置的精度。通过Monte-Carlo方法的仿真结果表明,合理改变初始真近点角能减小导航误差引起的终端位置偏差,并且修正算法能更有效提高制导精度。

  • 卫星伴随飞行的最优控制策略研究

    作者:左霖 张锐 余勇 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    伴随飞行技术在卫星编队、相互观测等活动中具有重要应用。为实现卫星对同一轨道面内,相对距离较远的近圆轨道目标飞行器形成相对椭圆伴飞,本文按照燃料最优原则,利用Hill方程推导得到稳态椭圆伴随飞行条件。以此为依据计算控制量,结合工程实际,对控制量进行线性规划,在规定时间完成半长轴、偏心率及两飞行器相对相位兼顾调整,最大程度节省燃料,实现对目标飞行器伴飞。

  • 一种亚轨道飞行器再入段组合导航方法

    作者:杨峰 程承 张共愿 程咏梅 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对亚轨道飞行器再入飞行段的环境特性,设计了由INS、GPS、CNS组成的容错型组合导航系统,该系统能根据不同飞行阶段选择相应的传感器组合方案,将处于运行状态且无故障的子系统信息自动地实现最优融合。仿真结果表明,所设计系统具有良好的容错性,并达到了较高的导航精度。

  • 考虑钟差修正的X射线脉冲星导航算法研究

    作者:孙守明 郑伟 汤国建 徐凯川 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    基于X射线脉冲星的航天器自主导航依赖于精确时间的测量,因此星载时钟钟差对导航性能有不容忽视的影响。在原子钟钟差模型和航天器动力学模型基础上,提出一种考虑星载时钟钟差修正的脉冲星导航算法。仿真结果表明,该算法可以有效消除钟差的影响,保证了导航精度,研究结果对脉冲星导航的工程应用有一定的理论参考价值。

  • UKF稳定性研究及其在相对导航中的应用

    作者:刘涛 解永春 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    讨论了UKF应用于状态方程为线性,测量方程为非线性对象时的稳定性问题。文中给出了一个UKF保持稳定的充分条件,指出适当增加过程噪声和测量噪声方差阵的设置值,有利于保证UKF的稳定性。本文还将UKF应用于航天器相对导航滤波器设计,通过数学仿真和理论分析证实了文中有关UKF稳定性结论的正确性。本文所得到的结论为将UKF应用于实际工程,特别是航天器相对导航滤波器设计,提供了理论参考。

  • 基于历元间差分技术的精密单点定位研究

    作者:李浩军 王解先 胡丛玮 陈俊平 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    无模糊度模型的精密单点定位,通过历元间相位差分,消除初始相位模糊度来求取历元间位置差。本文基于抗差估计,讨论了历元间伪距、相位差分技术以及参数的估计方法。赋予伪距、相位观测值不同的初始权,然后采用抗差估计原理进行位置差参数估计。分析了不同采样率对位置差结果的影响,采用小波分析理论对位置差误差的特性进行了研究。探讨了采用历元间差分获得的位置差进行单点定位时存在的一些问题。

  • 基于Rodrigues参数的视觉相对位姿确定算法

    作者:岳晓奎 侯小娟 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出了一种视觉相对位姿确定算法。Rodrigues参数作为一种简洁、高效的姿态描述法,适用于实时性要求高的视觉相对位姿确定,但它本身的奇异性使其不能用于大角度的位姿确定。将视觉导航方法和无奇异姿态描述的Rodrigues参数切换理论结合起来,推导了基于Rodrigues参数的视觉相对位姿解算模型,并给出了这种相对位姿确定算法的流程。仿真结果表明该算法能很好地解决奇异问题,实现全姿态运动情形下的相对位姿确定。

  • 太阳矢量在行星际探测器姿态估计中的应用研究

    作者:常晓华 崔平远 崔祜涛 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    在基于矢量观测的行星际探测器姿态确定中,参考矢量的几何关系是影响姿态估计精度的一个重要因素。针对这一问题,本文提出了一种利用太阳矢量来提高探测器姿态估计精度的最优算法。该方法在引入太阳矢量的基础上,将星敏感器测得的姿态四元数转化为两个互相垂直的参考矢量,并根据敏感器的测量精度计算相应的规范化权值系数;结合姿态四元数估计算法,给出最小二乘意义下的探测器最优姿态估计。最后,以深度撞击任务的实际飞行数据对本文所提算法进行验证。仿真结果表明,引入太阳矢量后的三轴姿态角估计误差小于150μrad,完全满足深度撞击任务的要求。

  • 一种对抗环境下反辐射导弹瞄准点估计方法

    作者:刘义 赵春娜 王雪松 王国玉 冯德军 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对传统反辐射导弹(anti-radiation missiles,ARM)无法有效对抗有源诱偏干扰与雷达辐射信号控制的问题,提出了一种对抗环境下反辐射导弹瞄准点估计方法:通过构造空间谱测角与单脉冲测角复合测角系统,测量信号波达角,使ARM具备诱偏条件下的弹目信息测量能力;利用高精度的捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)实时获取ARM自身位置信息,通过量测转换、异常值剔出、目标位置估计等数据处理过程获取目标精确位置,修正瞄准点,剔除了量测粗大误差,抑制了量测随意误差。通过本文介绍的反辐射导弹瞄准点估计方法,ARM可在对抗的环境下获取准确的瞄准点,使ARM有效对抗有源诱偏干扰与雷达辐射信号控制成为可能。仿真实验验证了方法的可行性和其对抗能力。

  • BTT导弹的自适应滑模反演控制设计

    作者:朱凯 齐乃明 秦昌茂 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对具有非匹配不确定性的BTT导弹非线性动力学模型,结合反演控制、自适应控制和滑模控制方法,设计了一种新颖的BTT导弹自适应反演滑模控制器。反演设计的每一步中均采用具有范数型切换函数的连续滑模控制律,并采用自适应算法对不确定性的上界进行估计。将虚拟控制量的导数作为不确定性处理,利用自适应滑模控制的鲁棒性对其进行补偿,解决了"计算膨胀"问题,简化了控制系统的设计,并且设计中无需事先已知气动参数摄动的上界。采用Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差最终有界。仿真结果显示了本文设计方法的有效性。

  • 自主交会逼近段的模糊/PID混合控制

    作者:李九人 唐国金 李海阳 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    采用模糊/PID混合控制技术,对自主交会逼近段的轨道控制进行了研究。将逼近段轨道控制解耦为三个独立通道的控制,并分别设计了逼近段轨道控制的模糊控制器、PID控制器和模糊/PID混合控制器。在考虑导航和控制误差情况下,对模糊控制器、PID控制器和模糊/PID混合控制器的轨道控制情况进行了数值仿真,并对三种控制器的轨道稳定性和燃料消耗情况进行了比较。仿真结果表明,模糊/PID混合控制器的最后逼近相对运动轨迹比模糊控制器更稳定,同时燃料消耗更少。

  • 一种单子样旋转矢量姿态算法

    作者:杨胜 房建成 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    旋转矢量姿态算法可有效抑制高动态环境下捷联惯导系统(SINS)产生的圆锥误差。当直接应用多子样旋转矢量姿态算法时,会降低系统姿态更新频率;若要保持姿态更新频率,则需要提高采样频率,从而增加了导航计算机的硬件负担,并导致量化误差突出。针对上述不足,提出了一种利用当前及前N个姿态更新周期角增量的单子样旋转矢量姿态算法,并在典型圆锥运动条件下推导了算法补偿项系数。此外,由于陀螺输出经过数字滤波处理后其幅频特性的改变会影响圆锥误差的补偿效果,根据滤波器特性推导了单子样旋转矢量姿态算法的修正算法,以便于在工程中推广应用。该算法在不降低姿态更新频率的同时,可获得较高的解算精度,适于高动态环境应用,实验结果验证了上述算法的正确性和有效性。

  • 基于简化FXLMS算法的磁悬浮控制力矩陀螺动框架效应精确补偿方法实验研究

    作者:霍甲 魏彤 房建成 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)是一种用于航天器姿态控制的高精度长寿命惯性执行机构,动框架效应补偿是MSCMG实现高精度性能的关键技术之一。然而现有的FXLMS补偿算法由于模型复杂、计算量大而难以实际应用。通过分析MSCMG磁轴承对象特性,提出一种简化FXLMS算法,将对象滤波器简化为常数对角阵,大幅度减少了算法计算量。对简化算法进行了仿真,并在MSCMG样机上面进行了动框架效应补偿实验。实验结果表明:简化后的自适应控制系统,收敛性好,跟踪速度快,具有理想的精度和较强的鲁棒性。

  • 用于快速仿真优化的改进差分进化算法及其应用

    作者:饶大林 蔡国飙 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    提出一种改进的差分进化算法,采用一种"位变"方法计算收缩因子,该方法首先根据适应值对种群排序,然后根据各个体的排列位置确定收缩因子;采用正态分布函数对算法参数进行随机扰动来维持种群的多样性;该算法还提出一种新的变异算子,并将其与基本的差分变异算子结合使用以提高算法的寻优精度。经过对多个Benchmark函数的测试、分析和比较,结果表明该算法具有较高的收敛精度和较快的收敛速度。最后将该算法用于火箭发动机涡轮气动优化,以较小的计算成本将涡轮气动效率提高了2.5%。应用结果表明该算法适用于快速仿真优化问题,能有效地节约计算成本。

  • 抛物形吸气式脉冲爆震激光推力器性能预示的解析模型

    作者:李小康 张育林 程谋森 鄢昌渝 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    考虑激光束、推力器构型以及大气环境三方面因素,建立了抛物形吸气式脉冲爆震激光推力器性能预示的解析计算模型。其中,将推力室内的流场发展过程分为吸收波和冲击波衰减两个阶段,应用Sedov点爆炸理论,以等效锥形约束空间,引入单一的修正因子以反映流场的不均匀性。计算表明,其结果同现有实验数据吻合。

  • 基于改进型(14,8)循环码的SRAM型存储器多位翻转容错技术研究

    作者:贺兴华 卢焕章 肖山竹 张路 张开锋 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    SRAM型存储器空间应用通常采取纠一检二(SEC-DED)的方法,克服空间单粒子翻转(SEU)对其产生的影响。随着SRAM型存储器工艺尺寸的减小、核心电压的降低,空间高能粒子容易引起存储器单个基本字多位翻转(SWMU),导致SEC-DED防护方法失效。在研究辐射效应引起的SRAM型存储器多位翻转模式特点的基础上,提出一种基于改进型(14,8)循环码的系统级纠正一位随机错和两位、三位突发错同时检测随机两位错(SEC-DED-TAEC)的系统级容错方法。基于该方法的存储器系统容错设计具有实现简单、实时性高的特点,已成功应用于某型号空间自寻的信息处理系统。仿真试验及实际应用表明,该方法可以有效防护SRAM型存储器件SWMU错误,有效提高了空间信息处理系统可靠性,可以为其它空间电子系统设计提供参考。

  • 陷波器对DLL的影响及其改进方法研究

    作者:谭维凤 冯立强 王兵 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    陷波器被广泛应用于直接序列扩谱系统中滤除存在于系统工作频段内的干扰,分析了陷波器对伪码跟踪环路的影响。针对陷波器引起的信号时延和畸变问题,提出对本地产生的伪码也进行相应的陷波处理的方法来增加其与接收信号的相关性,同时针对信号畸变导致的能量差值波动大的问题,提出增加能量积分时间的方法。在systemvue2006环境下对提出的方法进行仿真验证,仿真结果表明这两种方法可以有效地削弱陷波器对伪码跟踪环路的影响。

  • 一种提高伪码跟踪精度的主峰锁定法

    作者:刘芳 冯永新 潘成胜 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    考虑BOC调制信号主峰锁定的不确定性以及采用DLL环的不足与缺陷,提出了一种提高伪码跟踪精度的主峰锁定法。通过多峰去除处理达到了去除副载波的目的,从而去除副峰引发的模糊性,恢复单峰值特性;通过变采样率处理,结合NVELP伪码跟踪处理对提炼的主峰进行相位锁定。从有效性、信噪比容限角度进行仿真与评估,得出结论:主峰锁定法不但可以达到对BOC调制信号主峰提取及相位锁定的目的,而且可以正确输出导航电文信息。

  • 降低电磁波在再入等离子体中衰减的仿真分析

    作者:李伟 邱景辉 索莹 邓维波 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    对电磁波在再入等离子体中的衰减特性进行了分析。在不减少辐射口面处等离子体电子总数的条件下,提出一种极化方向电子密度周期变化分布降低电磁波衰减的方法。对于电子密度均匀分布与再入过程中实际分布的等离子体模型,采用发射与接收天线,对电磁波在等离子体中的传播特性进行仿真。得到了电子密度均匀分布与周期变化时的电场分布图,分别计算了电子密度均匀分布与实际分布时的电磁波衰减,对原分布与周期变化分布时产生的电磁波衰减进行比较。仿真结果表明,极化方向电子密度的周期变化,可有效改善电磁波的传播特性,使电磁波衰减降低。

  • 用于星载赋形天线的基于频域多相干目标测向算法

    作者:孙海浪 陶海红 张娟 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    提出了一种用于星载赋形天线抗多个相干干扰的基于频域单快拍的测向算法,该方法首先采用频域多目标测向算法实现多干扰源的方向估计;基于估计出的干扰源到达方向,对相干信号采用陷零投影矩阵对强目标陷零,以达到对强干扰进行抑制从而测出弱干扰,较好地保证了相干强弱信号测向的准确性,从而有效地对同时强弱相干干扰进行抑制。仿真结果和性能分析验证了该方法的可行性。

  • 基于带宽按需分配的DVB-RCS宽带卫星MAC协议

    作者:秦勇 张军 张涛 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    多媒体业务的突发性是导致无线资源利用率与业务服务质量之间矛盾的根本原因,基于带宽按需分配的媒体接入控制(Media Access Control,MAC)协议是解决该矛盾的一种有效方式。而在DVB-RCS宽带卫星通信中,带宽按需分配机制的稳定性和业务时延性能均受到星地长时延的不利影响。本文提出一种以控制和业务线性预测相结合的带宽请求算法为核心的DVB-RCS宽带卫星MAC协议,并建立了仿真系统,通过多个场景的仿真表明了协议能够有效的保证系统的稳定性和高资源利用率,以及较低的业务时延。

  • 空间薄膜阵面预应力导入效应及影响因素

    作者:肖薇薇 陈务军 付功义 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    空间薄膜阵面结构由于其显著特点正得到日益广泛的研究和应用。首先以一个三角形薄膜阵面为数值分析对象,论文给出了膜面预应力导入的分析方法,并分析了薄膜阵面的预应力导入效应。在此基础上,提出边缘悬链线影响的分析方法,用五个应力特征参数描述阵面和悬链线受力,引入应力波动系数描述阵面和悬链线受力均匀度。以四边形阵面为例进行数值分析,结果表明:在合适的边缘悬链线型及矢跨比下,阵面的导入应力分布更均匀,刚度更大。论文所提出的分析方法和结论对薄膜阵面结构设计研发具有参考价值。

  • 温度分布对复合材料壁板颤振特性的影响

    作者:杨智春 夏巍 张蕊丽 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    为了分析不同温度分布对复合材料壁板的颤振临界速压和非线性极限环颤振幅值的影响,将壁板面内的温度分布简化为线性分布情况和非线性二次曲面分布,建立了受热复合材料壁板颤振的有限元模型,并分别在频域和时域内对受热复合材料壁板的临界颤振速压和极限环颤振响应进行了求解。结果表明,温度分布的梯度效应使得壁板颤振临界速压降低并使极限环颤振幅值增大;而非线性温度分布的曲率效应使得颤振临界速压升高。采用面内温度均匀分布的模型求解壁板的颤振边界,既有可能得到偏"保守"的解,也有可能得到偏"危险"的解,而且当壁板温度分布的非线性效应较强时,不仅要考虑壁板温度分布的梯度效应,还要考虑温度分布的曲率效应对壁板颤振特性的影响。

  • S形进气道纤维铺放轨迹规划和优化方法

    作者:邵忠喜 富宏亚 韩振宇 刘源 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    为研究纤维铺放轨迹规划和优化算法,在分析等铺放角法和等距偏置法两种轨迹规划方法的基础上,提出基于纤维带边缘曲线的轨迹规划方法和纤维带丝束数量计算方法。在轨迹铺放角范围满足设计要求的前提下,将等铺放角法和等距偏置法两种轨迹规划方法相结合,提出以曲线在曲面内等距偏置为核心的铺放轨迹优化方法。该算法可以提高铺放设备的工作效率,并对纤维带丝束数量、纤维重叠面积、纤维间隙面积等铺放信息的计算方法进行了分析。最后将以上分析结果应用到S形进气道曲面的铺放轨迹规划中,证明了该铺放轨迹规划和优化方法的可行性。

  • 航天器发射飞行安全智能决策研究与实现

    作者:李尚福 黄席樾 魏洪波 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对航天发射的特点,将智能决策和空间信息处理技术运用于航天发射飞行的安全判决中,建立发射场及其飞行航区的基础地理数据库和基础信息数据库。分析飞行过程中瞬时落点区域的地理属性,实现火箭飞行过程中安全管道、预示落点、飞行参数和飞行轨迹等在数字地图上的实时显示,实时监控火箭的飞行状态。在决策中提出了"目标-规则基-特征状态体"的领域知识表示模型,为火箭飞行的安全提供实时辅助决策。

  • 空间温度场对平面反射镜面形影响研究

    作者:宋义伟 于思源 谭立英 马晶 韩琦琦 刘剑峰 杨旺 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    基于传热学基本理论,给出了潜望式激光通信终端二维转台在轨运行过程中的传热控制方程,分析了二维转台的温度场分布,得出了不同材料反射镜在轨运行过程中温度场随时间变化规律和升交点时刻的热形变分布。分析过程中二维转台外表面采取氧化处理,没有采用其他温控措施,分析结果表明,对于四种不同材料反射镜,激光通信终端在轨运行一个轨道周期的时间内,SiC材料温度波动范围最小,并且温度不均匀性也最小,因此SiC材料是潜望式激光通信终端反射镜的可选材料。对于SiC反射镜,升交点时刻俯仰轴反射镜的温度不均匀性最大,达到0.93℃。反射镜采用椭圆周上六点螺钉固定的方式时,俯仰轴反射镜面形RMS值达到2.25μm,这将对光束指向产生影响,进而影响系统性能。本文的研究内容对潜望式激光通信终端反射镜材料选择和温控措施的采取有一定参考价值。

  • 星敏感器光学系统的热/结构/光分析

    作者:刘海波 谭吉春 沈本剑 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    星敏感器是高精度的航天器姿态测量器件,其性能受太空温度环境的影响。运用有限元法和光线追迹法,建立星敏感器光学系统的热/结构/光分析模型,研究光学系统温度分布与星敏感器测量误差的关系,得到了算例光学系统在温度均匀分布条件下的温度变化以及轴向温度梯度变化、侧向温度梯度变化与星敏感器测量误差的关系曲线;给出了算例光学系统热误差小于角秒量级的温度条件:均匀温度分布条件下温度变化量≤10℃、轴向温度梯度≤0.1310℃/mm、侧向温度梯度≤0.0325℃/mm,为高精度星敏感器光学系统热控制提供科学的依据。

  • 基于显式表达式的空间目标最大碰撞概率分析

    作者:白显宗 陈磊 唐国金 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    最大碰撞概率的计算在空间目标碰撞风险评估中具有重要意义。基于碰撞概率的显式表达式,利用一元函数和二元函数求极值的方法分别讨论了目标误差椭球形状固定和不定两种情况下最大碰撞概率的计算方法,得到了两种情况下最大碰撞概率的表达式。对于误差椭球形状固定的情况得到了碰撞概率最大时两目标位置协方差的取值,对于误差椭球不定情况得到了碰撞概率最大时径向联合方差的取值和水平面内联合方差所满足的关系。分析了最大碰撞概率的影响因素,讨论了水平面内误差方差的耦合特性。对今年二月发生的美俄卫星碰撞事件进行了分析,得到误差椭球任意形状时最大碰撞概率为1.864E-3。

  • 天基照相跟踪空间碎片批处理轨道确定研究

    作者:文援兰 何星星 李志 朱俊 刘翔春 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    随着国内外天基观测空间碎片研究的展开,文章提出了利用跟踪卫星的CCD(Charge Coupled Device)相机对空间碎片进行轨道探测的方法,首先建立了CCD照相观测模型和基于照相观测的空间碎片批处理轨道确定模型。通过对CCD相机底片归算方法的分析可知,利用CCD相机所获得的观测数据与跟踪卫星的姿态无关,且其精度只与测量和坐标转换计算的精度有关,在测量和计算中可获得较高的精度。分别对分布密度较高的低轨道和地球同步轨道区域的空间碎片进行了定轨分析。仿真结果表明,定轨时采用两个跟踪弧段的照相数据定轨精度大大高于一个弧段照相数据的定轨精度;跟踪卫星距离空间碎片越近,定轨精度越高;低轨道空间碎片的定轨精度高于地球同步轨道上的空间碎片定轨精度。

  • 一种与样本信息合理匹配的可靠性模型

    作者:唐樟春 吕震宙 吕媛波 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    针对随机变量具有一定的积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的基于分段均匀描述的可靠性模型。该模型在积累数据构成的各个子区间上,采用区间不确定性情况下的非概率模型求得相应的非概率可靠性指标,并依据每个子区间内均匀分布假设下非概率可靠性指标与概率可靠度的关系,求得每个子区间内无频率信息情况下基于均匀分布描述变量不确定性时的概率可靠度。由于每个子区间在所积累的数据中出现的可能性相等,因此可将每个子区间内的概率可靠度进行平均来得到结构的可靠度。与非概率可靠性模型只利用了积累数据的最大值和最小值情况相比,此方法可以充分利用积累数据中包含的不确定性信息,避免了非概率模型描述时过于保守的结果。与概率模型相比,本文方法利用积累数据自然形成的子区间上的均匀分布描述,避免了关于分布的强假设以及分布参数估计在小样本情况下的较大误差。算例表明,所提模型是一种介于概率与非概率可靠性模型之间的合理方法,它可以与样本信息较好地匹配,从而合理地度量结构的安全程度。

  • 基于迭代学习的液压角振动台控制策略研究

    作者:袁立鹏 崔淑梅 靳蒙 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    液压角振动台是十分复杂的非线性系统,应用传统的控制系统设计方法很难满足其控制要求。引入迭代学习控制算法的非线性控制策略,针对控制系统的稳定性以及迭代学习的收敛性,提出复合迭代学习控制算法,并从频域角度给出其收敛性条件。将仿真结果与实验数据进行对比分析,结果表明:系统压力12MPa条件下,采用该方法角振动台内框具有20Hz(峰—峰值0.4°)的正弦响应能力,且其相位滞后不超过10°,幅值误差不大于±10%,验证了此控制策略的有效性。该复合迭代学习控制策略不仅拓宽了系统频带,而且改善了系统输出对期望信号输入的跟踪精度,为液压角振动台的高性能实时控制开辟了新途径。

  • 卫星飞轮支架的共固化阻尼减振设计

    作者:徐超 李瑞杰 游少雄 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    研究了应用共固化阻尼减振技术抑制某卫星星上飞轮支架的振动响应。共固化阻尼减振是一种将阻尼层嵌入复合材料铺层中并共固化成型从而提高结构阻尼能力的振动控制技术。首先,应用复合材料等代设计方法给出了无阻尼支架原型。然后,采用有限元法计算了原型支架关键模态的应变能分布规律,确定出阻尼材料铺敷位置。参数化研究了阻尼层铺层位置、阻尼层厚度对共固化阻尼减振效果的影响,确定了阻尼减振设计参数。最后,比较了共固化阻尼支架与无阻尼支架的随机响应,验证了共固化阻尼减振设计效果。

  • 卫星后摆补偿地速研究及成像仿真分析

    作者:杨秀彬 金光 张刘 孙志远 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    分析了卫星在对地观测时降低轨道高度提高成像分辨率的过程。针对卫星相机的数据读出频率会随轨道的降低明显升高而产生高频干扰这一问题,提出拍照过程的同时后摆补偿地速方案,即轨道降低后,在保证相机数据的读出频率一定的条件下,在小角度范围内,利用卫星的俯仰角速度补偿引起过高读出频率的地速。依据轨道下降高度和俯仰角速度变化引起的偏流角变化,TDI CCD的速率失配,成像畸变等误差,利用TDI CCD相机像点与物点的对应模型的仿真系统进行试验仿真,分析了图像的MTF函数和互相关相似性测度。在拍照时间要求不太长,俯仰角为小角度时,方案仿真成像能较好地满足要求。

  • 多传感器协同辨识自校正加权观测融合Kalman滤波器

    作者:叶秀芬 郝钢 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    对于带未知噪声统计的多传感器系统,利用最小二乘法将观测方程统一处理,形成新的跟踪系统,处理后的观测结果之差可以产生多组新的白噪声序列,利用各组白噪声的相关函数阵解矩阵方程组,可解得各传感器观测噪声方差Ri。通过状态方程和观测方程以及观测噪声估值,利用相关函数,可求得ΓQwΓT的估计,进而得到自校正加权观测融合Kalman滤波器。一个带有3传感器目标跟踪系统的仿真例子说明了其收敛速度快,估计精确等特点。

  • 太阳电池在平流层中的工作性能分析

    作者:程雪涛 徐向华 梁新刚 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    近年来,临近空间受到广泛关注,多种平流层飞行器被提出,它们大多以太阳电池为主要的能源获取装置。研究平流层的太阳电池的性能,对平流层的开发和利用具有重要意义。首先建立了平流层中太阳电池的热环境模型,并结合硅太阳电池的电学模型,得到了平流层中硅太阳电池的热电耦合分析模型,进而用数值模拟方法对太阳能电池的热学、电学性能进行了分析和讨论。研究结果表明,平流层热环境的变化对太阳能电池的温度、输出功率以及电效率都有影响。讨论了风速对太阳电池性能的影响,结果表明随着风速的增加,太阳电池温度降低、内部温差先增加后减小、发电效率和输出功率都增加。

  • MEO轨道辐射环境对Si太阳电池影响研究

    作者:高欣 杨生胜 王云飞 冯展祖 李凯 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    研究MEO轨道Si太阳电池在轨性能衰减规律,为太阳阵设计提供参考依据。利用位移损伤剂量的方法,研究了电子辐照对Si太阳电池性能参数的影响,并分析了MEO轨道(高度20,000km,倾角56°)的电子和质子辐射环境,及其穿过不同厚度的石英玻璃盖片后的衰减谱。研究发现,在没有玻璃盖片的情况下,MEO轨道一年期质子通量会造成电池最大输出功率严重衰退,约为初始值的28%,而一年期电子通量影响很小,仅造成约7%的下降。使用100μm的石英玻璃盖片几乎可以完全阻挡MEO轨道质子辐射的影响,但是对电子辐射的阻挡作用很小。石英玻璃盖片对于屏蔽低能质子对电池辐照损伤是极其重要的。

  • 基于航天TDICCD相机像移分析的PSF估计及图像复原算法研究

    作者:谢冰 焦斌亮 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    根据时间延迟积分电荷耦合器件(TDICCD)特殊的工作原理,分析了其产生像移的原因,基于对TDIC-CD像移的分析估计出模糊图像的点扩散函数(PSF)。根据TDICCD像移产生的机理,建立了图像退化的数学模型,并在功率谱均衡复原算法的基础之上提出了像移复原滤波的数学表达式,对运动模糊图像进行了半盲恢复,通过Matlab仿真证明了图像复原算法的可行性和有效性。

  • 庄逢甘主编寄语

    作者: 期刊:《宇航学报》 2010年第03期

    2010年3月2日,《宇航学报》工作人员在中国航天科技集团科技委办公室采访了学报编委会主任、中国科学院院士、著名空气动力学专家、85岁高龄的庄逢甘先生。和蔼、睿智的庄老根据自己在航天领域60年的经验,对如何办好学报提出了自己的看法和要求,希望有更多的同志关心学报的更快更好地发展。我们在此刊登,与作者、审稿专家、编者、读者共勉,使有30年历史的《宇航学报》能办得更好。

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