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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07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
  • 临近空间测控系统技术特征分析

    作者:柴霖 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    临近空间飞行器与传统航天器和航空器相比,有其突出的特点,相应地临近空间测控与信息传输系统也有其独特的要求。如何保障和适应临近空间平台的运行和应用是飞行器测控技术发展的重要课题。首先对临近空间飞行器概念内涵作辨析,然后从多方面系统地分析了临近空间测控系统的需求,研究其主要技术特征,同时提出初步解决措施。

  • 基于对偶数的相对耦合动力学与控制

    作者:王剑颖 梁海朝 孙兆伟 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对空间交会对接等目标逼近任务中姿态和轨道运动相耦合的问题,推导给出了基于对偶数的相对耦合动力学方程。该方程定量表示了姿态和轨道之间的耦合影响。设计了增量式PID控制器对追赶航天器和目标航天器的相对位置和姿态指向进行一体化控制,并与常规姿态轨道分别控制进行对比,仿真结果表明,一体化控制系统能同时满足控制精度和对接安全性要求,且具有燃料消耗少的优点。

  • 中国VLBI网火星快车卫星跟踪资料的定位归算

    作者:李金岭 刘鹂 马茂莉 蒋栋荣 钱志瀚 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    我国已经启动了火星探测计划,中国VLBI网(CVN)将肩负起相关探测器的测轨与定位任务。CVN已组织了数次对欧空局火星快车(MEX)卫星的跟踪观测,以演练、检验与完善软硬件系统。本文基于嫦娥一号探月工程中开发的定位分析软件,对CVN于2007年5月30日的MEX卫星跟踪数据进行了定位归算。结果表明,ps/s精度的时延率的定位效果明显低于ns精度的时延的定位效果。若采用时延和时延率联合定位则需要同时解算速度修正,否则,速度采用值误差将直接影响定位参数的解算精度。此次观测的时延精度约2ns至5ns,对MEX卫星的定位精度仅约0.1as。为此有必要积极尝试差分VLBI、同波束VLBI等观测方式,进一步消除观测资料的系统误差和压缩噪声水平,以提高CVN对火星卫星的定位精度。

  • USB与VLBI联合确定“嫦娥一号”卫星撞月点的位置

    作者:曹建峰 黄勇 胡小工 黄倩 李培佳 陈明 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    2009年3月1日,"嫦娥一号"卫星成功撞击月球,准确撞击位于月球"丰富海"的预定区域。国内USB和VLBI测控网对撞月过程进行了跟踪测量。撞月飞行段可描述为相对于月心参考系的椭圆轨道,其偏心率约为0.3。本文利用统计定轨方法,联合USB和VLBI数据确定"嫦娥一号"卫星撞月点的位置。通过对撞月前100km×15km环月轨道的测轨数据进行分析,确定了测距系统误差及光压系数参数,并应用于撞月段的短弧轨道计算。将地面接收到卫星信号的最后时刻判定为撞击时刻,根据撞月轨道计算了该时刻"嫦娥一号"在月固系中的位置。为判断该位置是否在月面,结合月面数值高程模型ULCN2005,由该点的月面经纬度确定了该点的月面高程。通过比较由轨道计算得到的落点高程与ULCN2005提供的高程差异,评估了撞月点计算的精度。

  • 基于矩谐分析的高精度局部地磁场建模研究

    作者:李明明 黄显林 卢鸿谦 尹航 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    高精度地磁基准图的绘制是实现地磁导航的关键。本文论述了应用矩谐分析方法进行地磁场建模,进而绘制地磁基准图的优越性。针对边界振荡问题,提出了一种具有线性趋势补偿项的改进矩谐分析模型。为克服传统方法在求解模型待定常数时易陷入局部最优的问题,将多种群遗传算法应用到模型待定常数的求解中。应用实测地磁数据进行了仿真试验。结果表明,应用多种群遗传算法求取矩谐分析模型待定常数的方法是可行有效的;与传统矩谐分析模型相比,改进的矩谐分析模型对地磁场的拟合精度更高,且可以减轻边界振荡现象。

  • 基于天文和陆标观测的月球卫星自主导航方法

    作者:宁晓琳 马辛 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    随着我国月球探测工程的开展,为弥补地面测控的局限性,月球卫星的自主导航技术已成为一项亟待解决的关键技术。本文提出了一种基于天文和陆标观测的月球卫星自主导航新方法,该方法利用星上姿态敏感器和有效载荷相机获得天体观测信息和陆标观测信息,通过非线性Unscented滤波方法进行信息融合,实现了二者的优势互补,在提高精度的同时也提高了可靠性。同时针对传统导航姿态估计方法中欧拉角存在奇点,四元数及其误差滤波更新后不能同时满足约束条件的问题,采用了先进的四元数-广义Rodrigues参数姿态估计方法,该方法用四元数描述姿态,用广义Rodrigues参数描述姿态误差,自适应跟踪误差变化,尤其适用于初始姿态误差大且误差特性不确定的姿态估计问题。仿真结果表明该方法可提供包括位置、速度和姿态在内的全部导航参数,且具有较高的估计精度,是一种非常适于月球卫星的高精度自主导航方法。

  • 惯导融合特征匹配的小天体着陆导航算法

    作者:邵巍 常晓华 崔平远 崔祜涛 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对探测器着陆小天体的过程提出了一种基于特征匹配结合惯导信息的探测器自主着陆导航算法。采用PCA-SIFT算法提取绕飞段拍摄小天体图像的特征点,建立特征点数据库,在下降段初期利用特征匹配算法,结合小天体三维模型确定探测器在小天体固连坐标系中的位置。着陆末端,利用拼接图像作为虚拟导航地图,并选择合适的导航特征点,采用光学/惯性的组合导航方式估计探测器相对着陆点坐标系的6自由度位姿。通过仿真分析了导航的精度及误差影响,验证了该算法的有效性。

  • 全球星摄动运动及摄动补偿运控策略研究

    作者:李恒年 李济生 焦文海 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    绕地卫星摄动运动是导致星座设计构型发散的主要因素,摄动补偿轨道控制是维持全球星座构型的基本策略。本文利用摄动分析法,通过建立星座轨道相对摄动运动方程,给出全球星轨道摄动规律和星座轨道整体飘移相对摄动运动规律,通过建立星座轨道摄动补偿控制绝对和相对运动控制方程,比较了星座轨道绝对控制和相对控制策略的控制量需求,并探讨了两者的优缺点,为设计全球星座轨道和制定运控策略提供参考依据。

  • 有限推力椭圆轨道近距离拦截方法

    作者:周荻 张刚 孙胜 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对椭圆轨道近距离飞行器确定时间最小能量拦截问题,研究了有限推力一次机动作用下的点火时刻以及发动机推力方向的确定方法。经典两点边值问题是在初始时刻施加速度脉冲,在固定时间达到要求位置。根据能量最优要求,给出了脉冲推力条件下的最佳点火时刻的确定方法,通常不是初始时刻。并证明了发动机推力方向始终对准速度增益方向时,所需能量最小。仿真结果表明选取最佳点火时刻可减小发动机工作时间,且速度增益制导方法可提高命中精度。

  • 基于零控脱靶量的大气层内拦截弹制导律

    作者:李运迁 齐乃明 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    本文基于零控脱靶量的概念,提出了一种用于拦截螺旋机动弹道导弹的末制导律。首先,在线性运动模型下推导了零控脱靶量的计算公式。选择零控脱靶量作为滑动模态进行制导律设计,并在此基础上对滑模的到达条件进行了讨论。最后,通过与最优制导律和基于目标视线角速率的滑模制导律的仿真比较,验证了本文提出的制导律的性能。仿真结果同时表明,该制导律不但对螺旋目标的加速度波动不敏感,而且具有较好的鲁棒性。

  • 基于Gauss伪谱法的临近空间飞行器上升段轨迹优化

    作者:宗群 田栢苓 窦立谦 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    综合考虑密度变化、声速变化、发动机推力变化及地球引力等因素对飞行轨迹的影响,研究了与实际飞行环境更加相符的临近空间飞行器燃料最优爬升轨迹。针对该问题在气动数据处理和优化求解上存在的困难,提出一种基于Gauss伪谱法(Gauss Pseudospectral Method,GPM)的求解策略。首先,依据气动数据特点,设计拟合模型对气动参数进行高精度拟合;其次,为避免间接法和传统直接法的缺点,将Gauss伪谱法和序贯二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)相结合,对存在边值及加速度约束的轨迹优化问题进行求解,获得最优飞行轨迹。仿真结果表明,在更为真实的飞行环境下,利用GPM和SQP相结合的方法可在5.83s获得一条精度为10-4~10-6左右的飞行轨迹。

  • 基于角速度观测器的卫星编队飞行相对姿态控制技术

    作者:高有涛 陆宇平 徐波 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    建立了卫星编队飞行的相对姿态动力学和运动学模型。利用积分反步法,设计了能够保证控制系统稳定性的控制器和角速度观测器,使得卫星编队飞行控制系统在不安装星载角速度测量设备的情况下仍能保持对理想相对姿态的跟踪,利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的指数稳定性。

  • 吸气式高超声速飞行器纵向机动飞行的鲁棒线性变参数控制

    作者:黄显林 葛东明 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒变增益控制问题。为处理对建模误差的鲁棒性问题,将标准的线性变参数(Linear Parameter-Varying)控制算法扩展到对参数和动态不确定性具有结构摄动的鲁棒性框架内。基于对建模不确定性的积分二次型约束(Integral Quadratic Constraint)刻画,以定标的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality)形式给出了其鲁棒控制算法。考虑到描述飞行器动态数值非线性模型的复杂性,建立了其解析形式的曲线拟合模型。基于此解析模型,推导了LPV模型用于控制设计和开环分析。设计了以动压和马赫数为增益变量的飞行控制系统。控制器设计将LPV控制器和变增益比例积分补偿器组合成内外环结构,实现了姿态稳定性和精确的轨迹跟踪性能。非线性仿真结果证实了算法和应用的有效性。

  • 基于新息和残差的自适应UKF算法

    作者:周卫东 乔相伟 吉宇人 孟凡彬 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对先验噪声统计特性与实际不符引起卡尔曼滤波精度下降的情况,提出了一种基于新息和残差序列在线估计噪声统计特性的自适应无迹卡尔曼滤波算法。该算法首先通过新息序列实现了对观测噪声协方差矩阵的实时跟踪;然后根据新息和残差的正交性原理估计过程噪声协方差的实时变化;最后利用协方差匹配原则在线修正噪声的理论协方差使其逼近真实的噪声水平,从而实现最优估计。另外算法中通过引入尺度因子,进一步减小了泰勒展开造成的截断误差,提高了估计的精度。DR/GPS组合导航系统的仿真实验表明,该算法对时变的噪声统计特性有较强的自适应性,滤波精度更高,鲁棒性更强。

  • 伪码测距中处理速率对再生时钟抖动性能的影响

    作者:张朝杰 金小军 姜建文 杨伟君 金仲和 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    在微小卫星再生伪码测距中,码同步环的跟踪性能是决定测距精度的关键,而数字处理速率对再生时钟性能存在着影响。本文分析了再生时钟抖动性能的影响因素,并用实验验证理论分析结果。分析及实验验证表明,低测距信噪比时的再生时钟抖动主要取决于环路带宽和伪码码片速率,而在高信噪比下却受限于数字处理速率。因此,为了提升再生时钟的抖动性能从而提高再生伪码测距精度,在低信噪比下可通过降低环路带宽和提高码片速率来实现,而在高信噪比下必须提高处理速率。

  • 连续激光加热推力器性能的简化解析计算模型

    作者:李小康 张育林 程谋森 鄢昌渝 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对具有开放式吸收室的连续激光加热推力器,通过合理简化和分析,建立了一维流推力计算模型。采用该模型计算了实验所用两种推力器的推力,所得结果与实验值吻合较好。根据该模型分析了推力性能与推力器吸收室半径、喉部半径以及激光吸收效率之间的关系。结果表明,推力随吸收效率的提高呈非线性增长,随吸收室半径减小而增大,并随喉部半径减小出现峰值。

  • HTPB复合固体推进剂本构方程

    作者:邓凯 阳建红 陈飞 刘朝丰 黄伟伟 李海斌 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    本文将Schapery非线性粘弹本构模型和Perzyna非线性粘塑本构模型组合建立HTPB复合固体推进剂非线性粘弹塑性本构方程。根据方程特点利用蠕变/恢复实验和Levenberg-Marquar优化原理确定模型的材料参数,并用单轴拉伸试验验证了该方程。

  • 自适应滤波在动态推力测量中的应用

    作者:陈琳 李建勋 戴虎 俞春生 徐繁荣 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    动态推力测量过程中的干扰信号频谱经常与有用信号重叠,经典的模拟滤波或数字滤波方法难以取得良好的效果。基于LMS的自适应滤波器具有自动调整其自身参数的能力,几乎不需要信号和噪声特征的先验知识。针对不同的动态推力测量信号,设计不同的滤波器结构,以实现相应的周期信号提取以及信号增强。仿真结果表明,相比传统数字滤波,基于LMS的自适应滤波方法具有明显的优越性。处理实测数据时,对动态推力测量系统的辨识或对动态推力信号特征的先验知识有助于增强自适应滤波的效果。

  • 一种基于多模型算法的纯弹道式弹道落点预报方法

    作者:陈映 文树梁 程臻 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    本文以落点预报技术在弹道目标预警中的应用为背景,主要解决在未知弹道系数情况下如何进行弹道目标落点精确预报的问题。为此,本文给出了一种基于交互式多模型算法(IMM)和无迹滤波(UF)算法的精确弹道目标落点预报方法,从弹道系数估计收敛速度和最终收敛精度的角度对该方法落点预报的时效性和精度进行了分析,同时还分析了雷达数据率对算法性能的影响。与基于单一的UF算法或推广卡尔曼(EKF)滤波算法的落点预报方法相比较,基于IMM-UF的落点预报方法具有更强的适应性,能在未知弹道系数的情况下更迅速且更精确地估计出目标的弹道系数,从而实现对弹道目标落点更快更准的预报。仿真结果验证了该算法的有效性。

  • 三星多普勒频差无源定位方法及定位精度分析

    作者:徐海源 吕守业 韩涛 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对基于星座对地面辐射源的无源定位问题,研究了三星多普勒频差定位方法。建立了精确的定位数学模型,在此基础上推导了定位方程组的迭代求解方法,分析了定位模糊问题。在充分考虑各种随机观测误差的条件下,得到了定位误差几何稀释因子(GDOP)的理论表达式,并通过Monte-Carlo仿真验证了正确性。分析表明,多普勒频差测量误差和卫星速度测量误差是影响定位精度的主要因素,并且定位精度高的区域分布主要与卫星飞行方向有关。

  • 一种提高MIMO雷达角闪烁抑制性能的方法

    作者:王克让 张劲东 朱晓华 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    针对MIMO雷达体制下角闪烁引起的测角误差问题,提出了一种基于RCS自适应融合加权的抑制方法。在目标角闪烁建模的基础上,导出角闪烁的概率密度,证明了目标角闪烁线偏差与RCS之间的负互相关性,给出了基于RCS自适应加权的MIMO雷达角闪烁抑制方法,推导了加权后角闪烁服从的概率密度函数,最后对比了线性加权MIMO雷达与未加权MIMO雷达和传统的相控阵雷达的角闪烁抑制性能。仿真结果表明了理论分析的正确性,此方法能够有效地抑制MIMO雷达角闪烁偏差。

  • 基于Chirplet的逆合成孔径雷达回波高速运动补偿算法

    作者:金光虎 高勋章 黎湘 陈永光 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    高速运动补偿是恢复距离像分辨率和提高ISAR像清晰度的关键,本文提出了一种新的高速运动补偿算法,通过初像加窗构建了独立特显点回波,避免了多散射点回波相互叠加造成调频特性被淹没的现象,采用chirplet小波分解得到了调频率的估计值,实现了径向速度的正确估计及回波的高速运动补偿,仿真实验表明了本文算法的有效性。

  • 基于图像复杂度分类的卫星遥感图像信息隐藏

    作者:冯新岗 周诠 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    以卫星遥感图像作为载体图像,提出了一种基于图像复杂度分类的信息隐藏算法。为了实现图像块分类,将原始图像分块并利用谱值统计特性进行分类。根据分类的结果,对满足条件的图像块进行离散余弦变换(DCT),在DCT域中频系数嵌入秘密信息。实验结果表明,不仅可以通过改进嵌入算法来提高隐藏性能,而且可以通过选择合适的载体图像来提高隐藏性能。

  • 晴空环境下的地基面天线多场耦合分析及试验

    作者:李鹏 王伟 郑飞 周生怀 原彪 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    大口径高频段的地基面天线在晴空环境下的热变形对电性能影响明显。针对这一问题,首先建立晴空环境的温度场分析模型,利用ANSYS软件分析得到面天线温度场并计算结构变形;其次利用某7.3m卡式天线设计了温度试验,结果表明温度场分析模型是有效的;再次根据天线远区的电场公式计算电性能,结合温度场和结构位移场的公式建立了地基面天线的多场耦合模型;最后将该耦合模型应用于实际工程的某40m地基面天线,得到的分析结果有实际指导意义。

  • 飞轮拟主动隔振方法

    作者:关新 王全武 郑钢铁 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    航天器上安装的精密有效载荷需要一个十分"安静"的工作环境,而作为一个主要的激振源,姿态控制飞轮产生的振动会严重影响有效载荷的工作质量。除提高飞轮的制造精度外,为飞轮设计安装隔振装置是一种较为有效的方法。本文总结了国内外针对飞轮隔振问题进行的研究工作与解决方案,讨论了被动隔振与主动隔振的优缺点,使用等效被动元件的方法分析了主动控制规律的本质,并在此基础上提出了一种使用被动元件实现主动控制规律的飞轮拟主动隔振方法。仿真计算结果表明,拟主动隔振方法能够改善被动隔振装置的性能,能够在保证高频隔振性能的同时有效衰减共振峰值。

  • 微重力下热薄材料燃烧特性的窄通道实验研究

    作者:肖原 胡俊 王双峰 赵建福 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    利用高度分别为10mm,12mm和14mm的水平窄通道对微重力环境下热薄材料表面的火焰传播、材料的可燃极限进行了地面实验模拟研究。在环境氧气浓度为18%和21%,气流速度为0-50cm/s条件下,窄通道模拟实验结果与已有微重力实验结果的对比分析表明:气流速度小于15-20cm/s时,高度为12mm和14mm的窄通道能较好模拟微重力条件下材料表面的火焰传播,气流速度大于15-20cm/s时,高度为10mm的通道能较好模拟;高度为12mm和14mm的窄通道能够模拟热薄材料的可燃极限曲线,而高度为10mm的通道模拟的可燃极限曲线则出现一定偏差。分析认为,窄通道能够有效地限制浮力对流,进而提供模拟微重力条件下材料燃烧特性的实验环境,通道内的剩余浮力对流和通道壁面热损失可能是造成材料燃烧特性定量差别的主要原因。

  • SMP2仿真引擎的多核并行化

    作者:苏年乐 周鸿伟 李群 王维平 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    仿真模型可移植性规范2(SMP2)是由欧洲航天局制定并得到广泛应用的仿真模型开发与集成规范。SMP2仿真引擎目前只支持串行仿真,并行化可提高其在多核平台上的运行速度。研究了并行SMP2仿真引擎的体系结构、运行过程及运行状态,采用C++和OpenMP设计并实现了基于乐观时间同步协议的并行SMP2仿真引擎。最后开发了卫星导航系统全球格网精度因子分析的实例,在双路四核计算机上获得了5.8倍-6.3倍的加速比。

  • 第七次中国科协论坛——聚焦深空探测的未来发展

    作者: 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    “深空探测是中国从航天大国迈向航天强国的必经之路,国家应该尽快制订深空探测的路线图,加强相关技术的预研工作。”在7月6日举行的由中国科协主办、中国宇航学会承办的第七次中国科协论坛上,嫦娥一号卫星总设计师、中国科学院院士叶培建在谈到中国深空探测的未来发展时,着重强调了加速深空探测领域顶层设计的意义。

  • 征稿简则

    作者: 期刊:《宇航学报》 2010年第07期

    一.本刊是中国宇航学会主办的综合性学术刊物,主要报道我国宇航科学技术成果,促进国内外学术交流,培养高科技人才,为发展我国航天事业和实现科技现代化服务。

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