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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04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
  • 深空通信DTN应用研究

    作者:叶建设 宋世杰 沈荣骏 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    容延迟网络(DTN)体系结构依靠一种新的严格的框架,能够集成深空环境异构网络技术,为解决深空通信面临的许多重要问题提供了有效解决途径。分析了未来深空通信网络面临的难题;阐述了深空通信网络协议的研究现状;深入剖析了DTN体系结构,并从研究和项目两个层面详细介绍了深空通信DTN研究进展;讨论了深空通信中应用DTN的一些关键技术问题,并分析了DTN在我国未来深空测控通信的应用前景。

  • 形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用

    作者:冷劲松 兰鑫 刘彦菊 杜善义 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    综述了形状记忆聚合物复合材料及其在空间可展开结构中的应用。形状记忆聚合物是一种智能主动变形的高分子材料,该材料在外界激励作用下能够产生较大的可回复变形,可应用于智能主动变形结构。首先简述了形状记忆聚合物的研究现状,然后分别介绍了颗粒、短纤维和连续纤维增强的形状记忆聚合物复合材料的研究现状,并重点评述了三种复合材料的电-热致驱动变形性能。此外,本文还介绍了纤维增强形状记忆复合材料在空间可展开结构上的应用,主要包括可展开铰链、可伸缩梁和可展开天线等。

  • 月球机器人操作动力学分析及工作补偿研究

    作者:张帆 黄攀峰 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    在对月球机器人操作动力学进行建模和分析的基础上,论证了月球机器人在复杂的月面环境进行各种样本采集工作时,车体会因为月球的微重力环境及松软的月壤而出现滑移现象。提出了以速度作为补偿判断标准的方法。通过仿真分析,论证了月球机器人工作补偿的必要性;同时,基于月面多变而未知的复杂环境,验证了不同参数对仿真结果的影响,进一步确认了对月球机器人进行工作补偿的必要性。

  • 单马达驱动空间机械臂的离合器调速模型研究

    作者:刘洋 李世其 彭涛 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    基于单马达驱动空间机械臂XN-600-1的结构特点,对比其他空间机械臂的设计,参考并行单马达驱动机器人的离合器分析方法,建立了低速重载离合器调速的数学模型。根据离合器调速模型,在理论上分析了离合器平均输出速度与两个控制参数之间的关系,并通过XN-600-1的连续轨迹跟踪仿真,分析了基于离合器调速模型的仿真轨迹与期望轨迹之间误差。最后,通过一个半圆圆弧轨迹跟踪试验,验证了在小范围运动的条件下该调速模型的正确性,并为轨迹误差补偿提出了改进方案。

  • 空间飞行器在火星再入环境下的气动力特性

    作者:程晓丽 李俊红 王强 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    面向未来空间飞行器工程设计的需要,针对火星再入环境,发展类探险者号外形在不同火星轨道点的气动力特性预估方法。连续流区采用Navier-Stokes方程数值解,自由分子流区采用工程计算方法,并通过桥函数预估过渡流区的气动力。以地球大气再入环境的计算结果验证了算法的有效性,进而在火星再入环境下,数值分析了空间飞行器的气动力及其绕流流场的特性。

  • 高超声速试飞器系统的多目标优化设计

    作者:范培蕾 杨涛 张晓今 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    为了将高超飞行器可靠地运载至理想工作条件,满足"平坦"型试验弹道和入轨点的约束要求,在详细分析系统气动力特性、动力特性、结构特性、质量特性的基础上,以起飞质量、高超动力飞行段射程倒数为目标函数,建立了试飞器系统的多目标优化模型,并采用MOEA/D算法进行求解计算,在综合分析系统敏感稳健性的基础上,确定最终优化方案。结果表明:最终优化方案在满足约束要求的前提下,其起飞质量大幅度降低,高超声速动力飞行段射程(R2-R1)增加较多,验证了对试飞器系统进行多目标优化的必要性和合理性。

  • 遗传算法在大型降落伞气动力参数辨识中的应用

    作者:王海涛 郭叔伟 郭鹏 秦子增 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对大型降落伞气动力参数辨识中观测值难以获取的特点,提出利用遗传算法和少量观测信息对降落伞全张满后运动形式稳定时气动参数进行辨识的方法并建立了相关模型。仿真结果表明,遗传算法适合此类问题的求解且精度较高。还针对某型号飞船降落伞回收系统的大型环帆伞进行气动力辨识,利用辨识参数值计算的观测值和录像分析的结果基本吻合,表明本文提出的研究方法可应用于实际工程问题。

  • 基于Van Leer+AUSM混合格式超声速流场的并行数值算法研究

    作者:王学德 谭俊杰 林晓宏 唐振华 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    基于CLUSTER集群并行体系结构与消息传递库MPI并行环境,开展了超声速流场的并行数值算法研究。计算网格采用多块对接粘性结构网格,控制方程为积分形式的Navier-Stokes(N-S)方程,空间离散采用基于Van Leer+AUSM混合格式的有限体积法,粘性项采用中心格式离散并利用格林定理计算粘性通量中的导数项,时间推进采用五步R-K法,应用一方程S-A模型计算湍流的粘性。并行计算采用分区并行的思想,设计了满足负载平衡要求的区域分解和通讯方法,编程上采用单控制流多数据流(SPMD)模型以及Master/Slave并行模式。最后,通过对某弹丸和某制导火箭弹超声速流动的数值模拟,验证了并行算法的准确性、高效性和处理复杂几何外形的能力。

  • 固体运载火箭上升段弹道快速设计方法研究

    作者:杨希祥 江振宇 张为华 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对机动发射固体运载火箭开展上升段弹道快速设计方法研究。设计了固体运载火箭上升段飞行程序,应用修正牛顿迭代法求解上升段弹道控制参数,推导了迭代算法公式。针对牛顿迭代法收敛精度和速度受初值影响的问题,基于数据插值和拟合方法,研究了迭代初值生成技术。仿真结果表明,设计的求解算法可以实现固体运载火箭上升段弹道快速生成,收敛精度满足设计要求。

  • 月球重力场对“嫦娥一号”近月轨道的影响

    作者:曹建峰 黄勇 胡小工 陈明 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    2008年12月6日"嫦娥一号"卫星开始了为期半个月的变轨试验,卫星距离月球表面最近处约为15km,这在国内尚属首次。试验期间,国内USB和VLBI测控网进行了跟踪测量,获取了卫星不同飞行高度的测轨资料。通过对变轨试验期间的USB和VLBI测量数据的定轨计算,分析了月球重力场误差对于绕月低轨卫星的影响,计算表明,尽管目前的月球重力场模型高阶项由于没有月球背面的测量数据而不准确,但对绕月低轨卫星的定轨精度提高仍然有重要帮助。分析了VLBI数据对绕月低轨卫星定轨的贡献,比较了USB数据单独定轨以及USB和VLBI联合定轨两种情况,结果表明VLBI数据的加入可有效提高定轨精度。该工作对于我国后续月球探测工程具有一定的借鉴意义。

  • 基于高斯伪光谱的星际小推力转移轨道快速优化

    作者:尚海滨 崔平远 徐瑞 乔栋 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对星际小推力转移轨道优化问题,给出了一种基于高斯伪光谱配点的快速优化算法。首先,基于归一化的改进春分点根数建立了星际小推力转移轨道的优化模型;然后,采用高斯伪光谱配点策略对优化模型进行离散化处理,推力方向限制和天体星历分别作为路径约束和事件约束,将轨道优化问题转化为一个大规模多约束参数优化问题;在此基础上,基于高斯伪光谱的配点特性,推导出性能指标和约束方程的解析雅可比矩阵,保证了雅可比矩阵计算的准确性和效率;最后,以利用太阳能电推进探测火星和水星为例,对所给算法进行了数值验证。数值结果表明:高斯伪光谱方法可有效用于星际小推力轨道的优化问题,并且与数值差分相比,解析的雅可比矩阵算法可提高计算效率67.78%。

  • 基于高斯—伪谱法的月球定点着陆轨道快速优化设计

    作者:彭祺擘 李海阳 沈红新 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    利用高斯伪谱法(Gauss Pseudospectral Method,GPM),对登月飞行器定点软着陆轨道快速优化问题做出了研究。将控制变量和终端时间一同作为优化变量,同时离散控制变量与状态变量,对最优控制问题进行求解。并针对GPM的特点,设计了从求取初值到高精度参数的软着陆轨道优化策略。利用此方法求取了月面着陆可达区域,在此基础上对定着陆点最优轨道进行了设计。仿真结果表明此方法具有较强的鲁棒性和快速收敛性。

  • 基于太阳观测的深空巡航段自主导航方法研究

    作者:常晓华 崔平远 崔祜涛 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对基于小行星观测的自主光学导航在深空巡航段应用中存在的问题,提出了两种基于太阳观测的自主导航方法。以太阳视线矢量为基本观测量,分别利用分光计和星载导航相机测量探测器相对于太阳的径向速度和导航天体相对于探测器的视线矢量,进而构建了基于太阳信息和视线信息的两种观测方案。对两种观测方案的原理和观测方程进行了详细分析和推导,并采用扩展卡尔曼滤波算法实时估计探测器轨道。最后,以深度撞击任务的实际飞行数据对本文提出的两种自主导航方法进行仿真验证。结果表明,两种自主导航方法的轨道估计精度满足深空巡航段的要求。

  • 一种可检测和改正微小慢变伪距偏差的新RAIM方法

    作者:刘文祥 李峥嵘 王飞雪 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    在卫星导航系统各种应用场合中,漫反射多路径效应、通道一致性、大气延迟改正模型不精确等多种因素将导致伪距观测量出现微小慢变偏差,使导航接收机的定位精度下降。传统的接收机自主完好性监测(RAIM)方法基于单历元"快照"处理,检测性能依赖于故障卫星伪距偏差,故在检测微小伪距偏差时存在局限性。提出了一种基于多历元积累检测量的新RAIM方法,增大了积累后奇偶矢量的等效伪距偏差,提高了对微小慢变伪距偏差的检测性能,同时还给出了估计与改正伪距偏差的方法。理论分析和仿真结果表明,该方法积累10个历元即可显著改善对微小慢变伪距偏差的检测性能,经过伪距偏差改正后定位精度提高。

  • 基于无源性的挠性航天器姿态跟踪控制

    作者:蔡建 王芳 张洪华 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    许多空间飞行任务要求航天器姿态跟踪控制。在航天器运行过程中,测量部件故障时有发生,因此有必要研究部分测量信息未知的控制方法来提高控制系统的可靠性。针对无角速度信息的挠性航天器姿态跟踪控制问题,基于无源性设计了不依赖角速度信息和模态坐标信息的姿态跟踪控制器,并结合Lyapunov直接法和Barbalat引理证明了闭环系统的全局渐近稳定性。数学仿真表明了该控制方法的有效性。

  • 避免敏感器及执行器饱和的特征轴机动控制

    作者:刘向东 丛炳龙 陈振 任宪仁 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对刚体卫星转速和控制力矩受限的情况,提出了避免敏感器及执行器饱和的大角度特征轴机动控制律,并用李雅普诺夫稳定性理论证明其稳定性。控制律以修正罗德里格参数表征姿态,采用特征轴机动作为拟最小时间机动策略,通过姿态误差的切换阈值将机动过程分为两个阶段。给出了控制参数的整定方法和选择范围。最后进行了控制律算法的数值仿真,仿真结果表明控制律能够在卫星进行大角度姿态机动过程中有效地避免敏感器及执行器饱和。

  • 导弹协同作战编队队形最优保持控制器设计

    作者:韦常柱 郭继峰 崔乃刚 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对导弹编队协同作战的任务需求,采用最优控制理论设计了导弹的编队队形保持控制器。首先,从导弹协同作战体系的角度分析了导弹编队队形控制系统的构架;然后基于导弹在相对坐标系下的运动关系,建立了导弹的相对运动模型,这种建模方式可使弹间相对运动过程的物理意义明晰;最后在从弹自身控制系统闭环稳定的前提下,视领弹的运动状态为输入扰动,基于弹间相对运动模型采用线性二次(LQ)最优控制理论设计了导弹编队飞行保持控制器。仿真结果表明,该控制器能够克服输入扰动、模型常值扰动以及线性化偏差,可实现对协同作战任务规划系统提出的期望导弹编队队形快速、稳定的调整与保持控制。

  • 基于自抗扰控制的导弹电液舵机系统研究

    作者:付永领 陈辉 刘和松 祁晓野 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对导弹电液舵机伺服系统中的高非线性、模型参数时变性等复杂因素,首先建立了舵系统的数学模型,将负载变化和不确定性扰动视为一个综合总扰动项,然后利用扩张状态观测器(ESO)对其进行观测和补偿,并基于自抗扰控制(ADRC)技术设计了一个不依赖于数学模型的控制器。采用该方法设计的控制器不仅能满足系统对快速性和稳态精度的要求,而且有效抑制了负载变化和不确定性扰动对系统的影响。仿真结果表明系统有较强的鲁棒性和适应性,验证了该控制方案的可行性和有效性。

  • 基于二阶动态Terminal滑模的近空间飞行器控制

    作者:蒲明 吴庆宪 姜长生 张军 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对近空间飞行器飞行速度极高,气动参数变化剧烈,外界扰动大,控制精度要求高等特点,设计了基于二阶动态Terminal滑模的控制方案。Terminal滑模能在有限时间内收敛的特性加快了系统跟踪速度;二阶动态滑模的引入,使得滑模面及其部分阶导数为零,并且得到在时间本质上连续的控制器,有效克服了传统滑模的抖振问题。最后,仿真结果表明了二阶动态滑模去除抖振的优越性和整体控制方案的有效性。

  • 基于磁悬浮动量轮微框架能力的卫星滚动—偏航姿态稳定控制研究

    作者:刘虎 房建成 刘刚 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    研究基于磁悬浮动量轮的微框架能力进行卫星的滚动-偏航姿态稳定控制问题。在考虑卫星轨道角速度的条件下,建立了磁悬浮动量轮转子和卫星姿态动力学方程,设计了一种不使用偏航姿态敏感器的卫星滚动-偏航姿态控制器。该控制器由内、外两个控制回路组成,其中:外环控制回路根据滚动姿态敏感器输出的卫星姿态角信息产生转子外框角-内框角的参考值;内环控制回路控制转子外框角-内框角的稳定,并通过控制转子外框角-内框角跟随外环回路给定的参考值变化实现动量轮转子角动量方向的变化,与卫星进行角动量交换。对所设计的控制器进行了稳定性分析,通过仿真进一步验证了其有效性,在给定扰动和不使用偏航敏感器的条件下,偏航角的精度和稳定度分别优于0.08°和0.0001°/s。

  • 基于单轴旋转的光纤捷联惯导系统误差特性与实验分析

    作者:孙枫 孙伟 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素,同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响,提出了一种利用惯性测量单元(IMU)四位置转停的误差调制方法。分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。利用实验室自行研制的光纤捷联惯导系统分别进行IMU静止和四位置转位运动下的长时间导航实验,实验结果表明了该方法的有效性。

  • 基于B样条小波有限元激光陀螺抖轮的分析

    作者:刘建锋 江涌 丁传红 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    建立了激光陀螺抖轮的三维有限元模型,对其振动特性进行了模态分析,建立了整个模型B样条小波有限元模型;研究了一类新的有限元空间,它以B样条小波函数作为有限等参元的形状函数;建立了模型的B样条小波有限元序列,利用B样条小波函数的变尺度特性在不改变网格的剖分下提高分辨率,因此在处理局部应力集中,曲率分布突变边界等应用中具有一定的优势,所以它的结果更接近于实际。最后对系统模型进行了仿真,给出了各个阶次模态值,通过与传统有限元比较发现小波有限元具有收敛性好、求解迅速和网格划分灵活等优点,这对于激光陀螺抖轮的优化设计具有重要参考价值。

  • 半球谐振陀螺温度补偿与实验研究

    作者:周小刚 汪立新 佘嫱 方针 彭慧 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    温度的变化严重影响了半球谐振陀螺的使用精度。为了消除或者减小温度因素对陀螺精度的影响,在简要分析温度对半球谐振陀螺精度影响原因的基础上,采用独立成分分析方法对温度影响性的独立性和规律性进行了分析检验;建立了陀螺的温度误差补偿模型,并对与温度有关的确定性漂移进行补偿;利用Allan方差方法对不确定性漂移进行了分析补偿。实验证明该方法可以扩大陀螺温度环境适应范围,使陀螺仪的使用精度提高约3倍。

  • 单输出系统的能观性度量方法及其应用研究

    作者:王晓明 崔平远 崔祜涛 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对单输出非线性系统,基于现有能观性理论并利用条件数给出了能观性指数的定义,以此来衡量系统的能观度。将该能观度分析方法用于圆型限制性三体系统,按参考轨迹给出了航天器各位置分量对系统状态的能观度,相关结果以及分析方法本身可为复杂环境下航天器导航系统观测变量的选择提供参考。

  • 一种界定模态密集程度的新方法

    作者:刘潇翔 胡军 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    研究了被控对象包含密集模态时对控制的影响,说明了密频系统的模态不稳定特性引起对象模型不准确,给控制器设计造成困难并容易导致控制性能下降。分析了已有的密集模态定义及相关判别准则的不足,针对控制,从密集模态振型不稳定性角度提出了新的基于振型灵敏度的密集模态界定方法,容易辨别出系统的密集模态子集,也可以用于比较不同系统的模态密集程度。算例表明,该方法准确有效,以此界定模态密集程度对振动控制更有意义。

  • 越肩发射空空导弹气动力/推力矢量复合控制器设计

    作者:崔彦凯 王志刚 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对采用气动力/推力矢量复合控制的空空导弹,在越肩发射时的大迎角飞行情况,研究变结构控制器设计。选取气动舵和推力矢量舵的线性组合策略,建立了BTT导弹弹体数学模型,在弹体数学模型分析的基础上,采用模型参考变结构控制方法对弹体滚动通道、俯仰-偏航通道控制器进行了设计。仿真结果表明,控制系统具有较好的控制性能,对于系统内部参数变化具有较强的鲁棒性,从而验证了模型参考变结构控制器的有效性,为新一代越肩发射空空导弹气动力/推力矢量复合控制器的设计提供了理论参考。

  • 氢氧火箭发动机喷雾演化过程作用机理

    作者:丰松江 聂万胜 何浩波 庄逢辰 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    高压超临界喷雾演化过程作用机理是氢氧火箭发动机燃烧不稳定性机理分析、提高燃烧效率研究的基础。为探讨高压条件下液氧喷雾演化过程的主要作用因素,引入气液同轴喷嘴雾化模型和高压蒸发模型,考虑超临界条件下液氧/气氢气液平衡及其物理属性,对氢氧火箭发动机单喷嘴工况条件下喷雾燃烧过程进行了一体化三维数值仿真,得到了液氧喷雾液滴分布和燃烧流场参数,综合分析了液氧液滴蒸发率、氢氧化学反应率、混合燃气涡量分布与液氧喷雾尺寸、数量的变化规律,提出了液氧喷雾演化过程六个作用因素不同的阶段。

  • 星座时频测量技术研究

    作者:钟兴旺 陈豪 蒙艳松 王登峰 王帅 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    在卫星导航定位、天基无源定位等航天器系统构建中,需要星座具有统一的时间频率系统,即卫星间实现时间与频率同步。在分析系统对星间时间与频率同步需求的基础上,提出了在星间建立双向单程测距链路,利用伪码测量获取的星间伪距、载波测相获取的星间伪距变化率联合处理出时差、频差的算法,克服了一般双向比对方法中需要不断调整星间时差的不足,工程实现星间时差测量标准不确定度可优于1 ns,星间基准频差测量标准不确定度可优于1×10^-11。

  • 一种改进的空间目标高速运动补偿方法

    作者:许人灿 杜琳琳 陈曾平 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    空间目标的高速运动会使得一维距离像产生畸变,因此高速运动补偿是空间目标高分辨雷达成像的关键步骤。基于线性调频信号模型,研究了高速运动对一维距离像产生的畸变影响,并通过定义一维距离像熵函数,将黄金分割优化搜索理论引入本文,提出一种实用高效的高速运动补偿方法,并将该方法移植到雷达信号处理机上,对大量实测高分辨雷达空间目标数据进行了处理。结果表明本文方法有效地补偿了高速运动对空间目标高分辨成像的影响,使得空间目标高分辨成像质量有了较大提高;且该方法计算量不大,满足实时ISAR成像的要求。

  • 被动传感器组网变门限聚类定位算法

    作者:何友 王本才 王国宏 修建娟 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    为了提高干扰情况下目标的定位精度,提出一种基于数据质量分析的地面固定被动传感器组网变门限聚类定位算法。该算法充分利用传感器组网和数据质量分析的优点,首先将各传感器量测转换为目标的估计位置点,并按照距离平方和的方法对各位置点进行数据质量分析;其次构造检验统计量,根据位置点数量的变化自适应调整聚类门限进而对位置点中心进行数据质量分析;最后根据分析结果确定高质量位置点类别并获得目标的估计位置。通过和最小均方误差估计算法(MMSE)相比较,变门限聚类定位算法可有效消除低质量数据对定位结果的影响,从而提高了目标的定位精度。仿真结果验证了从数据质量分析的角度对目标进行组网定位的有效性。

  • 步进频率雷达多通道迭代收敛法速度估计方法研究

    作者:曹宇飞 屈晓光 黄培康 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    步进频率雷达中,目标的径向运动将导致合成的目标径向一维距离像产生距离徙动和波形失真,需要对目标速度进行估计以补偿其影响。首先基于相位对消原理提出一种适用于扩展目标的步进频率雷达信号处理方法。然后针对高速运动目标,提出基于多通道迭代法步进频率速度估计方法。该方法利用一组正跳频和负跳频步进频率脉冲串综合处理,通过多通道方法解速度模糊,迭代收敛法精确估计目标速度,从而实现高速运动目标无模糊速度精确测量。该方法可应用于步进频率雷达高速目标速度精确测量和成像补偿。

  • 基于分数阶Fourier域滤波的单电磁传感器宽带Chirp信号二维DOA估计

    作者:顾陈 何劲 朱晓华 刘中 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    提出一种基于单个电磁矢量传感器的宽带Chirp信号方位-仰角估计算法。对强度相差不大的信号,该算法利用分数阶Fourier变换分别估计不同信号的电磁矢量传感器导向矢量,并根据矢量叉积运算得到方位-仰角估计值。对强度相差较大的信号,该算法利用分数阶Fourier域滤波,采用逐次消去的方法分别估计电磁矢量传感器导向矢量,得到方位-仰角估计值。提出的算法不需要进行迭代搜索和二维DOA的配对,不受近场信号的球面波效应的影响,并且可估计具有相同或不同调频斜率的多个Chirp信号的二维DOA。计算机仿真试验证明了算法的有效性。

  • 基于最大比合并的最大似然TDOA/FDOA联合定位方法

    作者:束锋 朱伟强 陆锦辉 韩玉兵 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    为了提高单独时差或频差定位精度,提出利用最大比合并技术合并TDOA和FDOA方程基于最大似然原理的独立定位解,形成联合定位,合并系数由TDOA和FDOA方程单独定位方差的克拉美罗界对应的Fisher信息逆矩阵来定义。仿真和理论分析表明:该算法的定位性能在有无地球约束条件下均优于单独定位性能,并且逼近克拉美罗界。

  • 基于双子空间跟踪及盲波束形成的GNSS抗干扰算法

    作者:钱林杰 程翥 石斌斌 万建伟 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    根据全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)卫星信号粗捕获(C/A)码的相关峰特点,提出基于双子空间跟踪及盲波束形成的GNSS抗干扰算法。首先通过噪声子空间跟踪将接收信号投影到噪声子空间进行干扰抑制,提高接收信号信干比(SIR)。然后利用指定卫星C/A码与干扰抑制信号进行相关运算,增强指定卫星信号的信噪比(SNR),结合一维信号子空间跟踪,获取指定卫星导向矢量,实现对干扰抑制信号形成波束指向的目的。本算法不需要知道传输的导航符号以及卫星方位,是一种盲自适应算法。由于采用低运算复杂度的子空间跟踪方法,降低了抗干扰接收机的运算负担,保证了算法的实时性要求。最后通过实验仿真验证了提出算法能够有效地对抗强干扰以及增强GNSS信号。

  • 面向深空通信的喷泉编码技术

    作者:焦健 张钦宇 李安国 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    喷泉码是一种基于删除信道的前向纠错编码技术,具有不需反馈的特性。针对深空通信环境长时延、高误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,提出一种级联LDPC码的喷泉编码方案,并给出一种利用接收数据包的冗余信息的改进BP解码算法。与已有的深空通信信道编码算法进行了仿真比较,显示了该级联喷泉码具有良好的纠错性能和较低的编解码复杂度。

  • 一种适用于卫星网络的跳到跳的传输协议

    作者:陈静 刘立祥 胡晓惠 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    卫星网络大时延、高误码等特点,使得TCP协议无法在卫星上提供高效的传输控制服务。不同于TCP端到端的传输方式,采用跳到跳确认思想提出了一种适合卫星网络的传输协议。协议在跳到跳的基础上采用了ACK与SNACK结合的确认机制,保证了端到端传输的可靠性。同时采用了基于负载因子的拥塞控制算法,有效地提高了链路利用率,特别适合于卫星网络长延迟的环境,吞吐量接近最优。

  • 卫星MPLS网络中一种标签检验方案

    作者:翟立君 晏坚 曹志刚 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    卫星通信系统不可避免会出现误码,误码会导致MPLS标签发生差错。由于目前MPLS协议没有标签检验,标签差错将造成分组错误地插入其他路径,并最终影响其业务承载性能。研究了分组"误插入"和IP数据包丢失之间的关系,建立了MPLS标签交换系统中分组"误插入"事件产生的数学模型,并提出了一种基于单奇偶校验的标签检验方案。对标签检验加入前后LSP承载TCP/IP业务的性能进行了仿真,结果表明本文提出的检验方案能够显著改善卫星MPLS系统的性能。

  • 利用耦合实现相控阵平顶单元方向图的方法

    作者:杜海龙 闫鲁滨 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    提出了一种用于低轨卫星有限扫描相控阵的新型波导辐射单元。该辐射单元利用缝隙耦合实现平顶的单元方向图以解决有限扫描相控阵由于采用大间距设计时引起的扫描边缘增益跌落和栅瓣的问题。分析采用多模散射矩阵的方法,计算速度快、精度高。数值计算和测试结果表明这种辐射单元可以用于扫描角度宽达±25°的有限扫描相控阵的设计。计算结果同时表明该辐射单元至少可以满足10%的频带宽度。

  • 旋转微动目标的SAR成像特性分析

    作者:吴晓芳 刘阳 王雪松 卢焕章 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    旋转因具有不同方向上的运动分量而对SAR回波具有复杂的多普勒调制作用,进而形成特殊的成像结果。详细分析了旋转微动目标的SAR图像特征、图像形式以及位置关系,指出不同运动参数的旋转微动目标可形成方位向上等间隔分布的、幅度受第一类贝塞尔函数调制的互相独立、交接或交错的直线型、直线点列型、直线条带型以及直线圆列型图像,并给出了以上图像形式和位置关系的形成条件;实验验证了理论分析的正确性。该研究结果深化了对旋转微动目标的SAR成像特性的认识,可有助于判定旋转微动目标的存在,为其特征提取奠定基础。

  • 红外前视对一类特殊建筑目标识别技术研究

    作者:明德烈 田金文 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对电厂冷凝塔一类具有建筑规范的特殊建筑物,尝试在缺少其它基础地理数据保障的条件下,通过对冷凝塔外形的参数建模生成不同视点的参考图。在此基础上,针对红外/可见光多模图像匹配的特点,对自动目标捕获方案中模板匹配的相似性测度计算方法进行了研究。提出了基于梯度矢量相关系数的计算方法,将梯度信息作为红外/可见光多模图像的共性特征,匹配方案中不仅利用了图像点的梯度值,还充分考虑了该点的梯度方向信息。大量试验结果表明,该方法在识别性能上优于传统的灰度或轮廓匹配算法,匹配性能有较大的提高。

  • 基于CCSDS高级在轨系统的MPDU复用效率研究

    作者:赵运弢 潘成胜 田野 张子敬 毕明雪 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    MPDU包信道复用作为CCSDS两级多路复用机制的第一级,其复用效率直接影响CCSDS高级在轨系统的高效性和有效数据的承载能力。在泊松分布固定包长成帧模型的基础上,提出了高阶剩余函数的概念,并给出了MPDU复用效率递推公式。仿真结果表明,随着阶数的增加,理论与仿真曲线呈逼近趋势,对4阶递推公式最小相对误差可达1.3329%。

  • 基于GIS的航天器发射应急决策系统

    作者:李尚福 黄席樾 车著明 周敏 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对航天发射的特点,将智能决策支持技术和GIS技术相结合,利用GIS可视化显示和空间分析功能,通过研究的故障状态下液体推进剂火箭爆炸模式、弹片散布模型和毒气泄漏扩散模型,实时准确地提供残片散布范围和毒气散逸浓度危害范围,直观地显示了现场态势。在构建的应急联动数据库、预案库和立体安全应急处理模型的基础上,实现了火箭飞行安全的仿真模拟和现场态势分析,利用CBR推理在预案库中查找与各决策条件最相似的预案,为应急指挥决策提供支持。

  • 基于顺序约束的命中概率多批次试验统计评定方法

    作者:闫志强 蒋英杰 谢红卫 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对多批次试验中由技术状态改进所带来的异总体统计问题,研究了顺序约束条件下的命中概率指标统计评定方法。首先在X-Y向不相关情况下,将命中概率指标归结为X向和Y向的准确度和密集度参数的估计。然后根据多批次试验规律,建立各个参数之间的顺序约束关系,基于Bayes方法获得验后分布密度核函数,并采用MCMC(Markov Chain Monte Carlo)方法获得各参数的验后抽样分布,进而获得命中概率指标的抽样分布,以此计算命中概率的期望和置信限。此外,针对运动目标或末端机动的情况,分析了X-Y向相关情况下的命中概率指标计算方法。通过正交变换实现去相关处理,并在命中概率计算中引入旋转角度参数,从而解决运动目标情况下的多批次命中概率计算。最后,通过实例进行了验证,所得命中概率值优于传统方法所获得的统计结果,表明该方法对多批次试验具有良好的适应性和工程推广价值。

  • 舱门送风/管道回风舱段间通风边界的模拟

    作者:姜军 韩海鹰 刘强 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    为了验证舱门送风/管道回风舱段间通风边界模拟的可行性,研究出口边界、舱内通风和舱段间通风流量对舱内流场的影响,分析了舱门送风/管道回风舱段间通风的特点及相应的模拟边界形式,并采用数值模拟的办法比较了舱段间通风和采用模拟边界后两种状态下舱内热状态的差别。结果表明,当舱段间通风边界不在舱内通风换热主要发生区域时,舱内环境参数在舱段间通风及采用模拟边界两种状态下差别不大,同时当舱段间通风量小于7 m^3/min时,改变舱段间通风流量对模拟边界准确性影响不大,这说明模拟舱门送风/管道回风舱段间通风边界可行。

  • 快响应航天器模块化总线优化设计的建模

    作者:李君宝 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    建立快速响应航天器模块化总线系统需要考虑许多因素,分析了影响快速响应航天器总线设计的主要因素(模块和集成子系统组合方案、快速响应系统的测试策略、快速响应航天器的有效载荷的质量、体积与功率有效率指标以及成本、总收入等经济指标)以及这些因素所影响的系统的响应时间、可靠性之间的关系,对其建立了数学模型。根据快速响应航天器总线的要求,建立了求解最优总线设计的优化方程,可以通过求解最优方程直接得到最优的快速响应航天器的设计。仿真实验表明提出的总线设计建模方法对设计可靠的、快速响应的、标准化总线及优化投资有重要意义。

  • 平流层飞艇太阳电池阵发电功率计算及分析

    作者:郑威 宋琦 李勇 吴志红 胡凌云 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    针对圆柱曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了计算其发电功率的解析表达式;针对任意曲面形状的平流层飞艇太阳能电池阵,提出了一种准确方便的数值计算方法。针对飞艇通常采用的旋转对称组合椭球外形,提出了一种近似解析计算方法,将该解析计算方法和数值计算方法的计算结果进行比较后发现,近似解析方法日发电量计算结果精度可达0.1%,可以替代精确数值方法用于飞艇太阳能系统的设计和分析。最后,对平流层飞艇太阳能电池阵发电功率特性进行了详细分析,得到了平流层飞艇运行的季节、纬度、姿态、电池阵形状和安装位置等因素对其发电功率特性的影响规律。结果表明,以上因素与太阳电池阵面积和光电转化效率一样会对飞艇太阳电池发电功率造成重大影响。

  • 航天器撞击解体碎片的短期危害评估

    作者:李怡勇 沈怀荣 李智 周伟静 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    讨论了航天器与短期碎片云碰撞概率的计算流程。基于碎片云中碎片的数量、航天器的横截面积和碰撞概率风险阈值,提出了"风险区域判据"的方法,用于快速判断筛选航天器是否存在与碎片云碰撞的风险。推导了基于NASA标准解体模型的碎片分离速度概率密度函数,建立了计算航天器与单颗碎片碰撞概率的时间积分算法。针对在计算航天器与整个碎片云碰撞概率时的数据量无限制增长问题,提出了近似简化的"准平均概率"方法,有效地解决了计算速度的瓶颈问题。分析讨论了航天器与碎片云的轨道误差对计算碰撞概率的影响。最后,采用仿真算例进行计算分析与验证。

  • 低轨道空间箔条干扰的扩散模型

    作者:李金梁 李永祯 王雪松 肖顺平 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    基于稀薄气体动力学对低轨道空间箔条干扰受到的大气阻力进行分析,得到了箔条阻力系数的近似表达式。针对箔条云扩散的宏观特性,得到了抛撒后箔条云质心与被掩护目标相对运动的模型。基于此模型,对低轨道空间箔条干扰抛撒后能否将被掩护目标包覆在其中以起到良好干扰效果的问题进行了研究,分析了不同抛撒时刻对箔条云有效作用时间的影响,给出了低轨道空间箔条云抛撒时刻的建议。在箔条云扩散的微观特性方面,对箔条云内部的密度分布以及箔条姿态的统计分布规律进行了分析,得到了箔条干扰抛撒后的扩散演化模型。研究为箔条干扰的研发提供了理论指导。

  • 基于MNDWI水体指数的ASTER与ETM+影像交互比较研究

    作者:张铁军 徐涵秋 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    世纪之交以来相继发射的各种新型传感器给遥感领域带来了一个新的热门课题,即多种传感器影像之间的交互比较(Cross Comparison)。通过3对同日过空的ASTER与ETM+影像对,分别基于影像原始DN值、ICM模型反射率和IACM模型反射率数据来对这两种传感器影像的水体指数(MNDWI)进行综合对比,并提供了两种传感器MNDWI指数互为转换的关系方程。结果表明,ASTER与ETM+影像分别基于三类数据(DN、ICM、IACM)计算的MNDWI指数间,均存在很强的线性相关关系,决定系数都大于或接近0.9。精度验证表明,ASTER与ETM+影像MNDWI指数互为转换的关系方程具有很高的精度,其误差RMSE介于0.057-0.073之间;且以基于IACM模型反射率的结果最为稳定、精度最高。因此,推荐使用该模型数据来进行这两种传感器影像MNDWI指数的互为转换。

  • 基于故障仿真的故障知识库应用研究

    作者:王珉 胡茑庆 杨思峰 秦国军 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    制约故障知识库技术发展的主要瓶颈是知识的积累问题,故障仿真是更新故障知识的重要方法。以液体火箭发动机试验台推进剂供应系统为研究对象,对基于故障仿真的故障知识库展开应用研究。从知识的表现形式以及故障知识库的主体框架、故障仿真的基本思路、故障知识提取的若干技术等三个方面展开讨论,就故障知识的管理方式、故障的注入方法以及故障知识的验证与优化方法进行了探讨。最后通过一个实例验证了本文总结的故障知识库的应用方法。

  • 院士访谈之张履谦

    作者: 期刊:《宇航学报》 2010年第04期

    2010年4月1日上午,《宇航学报》工作人员采访了学报副主编、中国工程院资深院士、国际著名的雷达与电子技术专家、中国航天科技集团公司科技委顾问张履谦院士。84岁高龄的张老精神矍铄,和善健谈,近两小时的访谈过程中张老有一种信念始终洋溢着,令我们感动,鼓舞,这就是中国正在由世界航天大国迈向航天强国,而《宇航学报》将见证这一关键历史时期。

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