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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 2011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
  • 飞艇气动特性分析与设计的一种新趋向

    作者:李英堂 张向强 王连泽 顾选东 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    在飞艇气动研究中,将气动计算特别是计算流体力学与优化算法相结合的数值方法非常便于在计算机上应用,实现设计的自动化,相比传统的设计方法具有明显的优势,在最近的研究中多被采用。本文针对新近的若干篇代表性的飞艇气动优化设计的文章,分析其所用的气动计算方法和优化算法,以及优化的结果,指出气动外形优化需要注意的问题,为相关研究提供有益的参考。

  • 平流层验证飞艇结构体系比较研究

    作者:高海健 陈务军 付功义 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为研究平流层飞艇的受力、变形及合理的结构体系布局,根据平流层飞艇结构特点,提出了十种结构体系布局方案。基于浮力与重力作用下平衡形态的原理,建立平流层飞艇结构分析方法和各体系分析模型。以一个25m验证飞艇作为对象进行了系统的数值分析,与工程弹性理论进行比较,论证了各体系的结构特点,最后提出合理的结构体系。本文对平流层飞艇结构设计具有参考价值。

  • 基于多学科参数化建模和灵敏度分析的飞行器分级优化设计方法

    作者:朱亚涛 陈方 李高华 刘洪 戴全辉 黄兴军 杨劼 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    提出一种将飞行器参数化建模、灵敏度分析与气动/隐身综合优化设计相结合的方法。该方法的流程为:(1)建立面向多学科设计的参数化模型,提取分级参数;(2)对分级参数进行灵敏度分析,筛选设计变量;(3)基于分级优化流程,应用多目标优化算法进行飞行器气动/隐身综合优化设计。以一个四尾翼布局飞行器气动/隐身综合优化设计为例,阐述流程的实现过程,结果表明这种方法具有如下优点:(1)多学科参数化建模为气动和隐身性能分析提供统一的参数化模型;(2)使用灵敏度分析工具对分级设计参数进行筛选,精简优化设计任务;(3)基于分级参数和灵敏度分析进行分级优化设计,优化适应值提高56.1%,耗时减少57.02%。

  • 基于连续有限时间控制技术的导引律设计

    作者:丁世宏 李世华 罗生 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对导弹末段制导问题,提出了一种基于连续有限时间控制技术的导引设计方案。首先,利用有限时间Lyapunov稳定性理论,设计出一种连续有限时间导引律。该导引律使得:当目标不作机动时,视线角速率会在有限时间内收敛到零;当目标机动时,视线角速率会收敛到原点附近的一个小邻域内。其次,考虑到有限时间控制系统在离原点较远处状态趋近平衡点速度慢的特点,在导引律中引入了线性状态反馈项来改善闭环系统的收敛性能。仿真结果表明了该方法的有效性。

  • BTT导弹的协调式分散鲁棒H∞控制器设计

    作者:张颖昕 董朝阳 王青 陈宇 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    BTT(倾斜转弯)导弹在飞行过程中常处于大迎角和快速滚动状态,这时通道间的运动学耦合为非线性形式且不能忽略。针对这一问题,提出了一种基于分散控制思想的协调式鲁棒H∞控制器设计方法。根据期望动态性能,为每个子系统设计高品质参考模型。引入协调支路有效消除通道间的主要耦合因素,并假设未补偿的耦合满足二次约束。基于鲁棒控制理论,在耦合项满足上述约束的前提下,设计控制器使得系统渐近稳定,同时从参考输入到跟踪误差传递函数的H∞范数最小。推导并得出了鲁棒控制器存在的充分条件,并将其归结为一个有限维线性矩阵不等式的优化问题。对BTT导弹的仿真结果表明了该控制方法的有效性。

  • 考虑时间状态的敏捷自主在轨服务航天器高维运动规划研究

    作者:王平 郭继峰 陈诚 崔乃刚 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对敏捷自主在轨服务航天器自身和所在复杂空间环境等特点,研究其在轨灵巧、精确服务的运动规划问题,提出了以平动、转动和时间为状态的改进的快速搜索随机树高维运动规划方法。仿真算例检验了该规划方法的有效性,结果表明它不仅满足敏捷自主在轨服务航天器在一定约束条件下按照指定时间到达指定地点的高维运动要求,而且对离线与在线规划两种模式也具备较强的适应性。

  • 考虑时间约束的无人飞行器航迹规划

    作者:傅阳光 周成平 王长青 陈昭 李少华 周其忠 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    在分析时间误差分配的基础上,本文提出了一种考虑时间约束的航迹规划方法。该方法对传统的航迹结构进行了改进,通过速度调整策略和在代价函数中加入时间约束驱使算法找到使到达目标点时间误差尽可能小的航迹。同时,分别研究了起飞时间误差,速度调节能力及飞行速度误差三个因素对到达目标点时间误差的不同影响。

  • 基于病毒遗传算法的快速航迹规划方法

    作者:俞琪 刘新 周成平 蔡超 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为了提高现有航迹规划系统的实时规划能力,对基于分层策略的航迹规划方法中全局规划部分进行改进,提出了基于病毒遗传算法的快速规划方法。分层策略的航迹规划包括全局规划和局部规划,由于对不同性质的约束条件分阶段进行处理,该方法降低了航迹规划的计算复杂度。但全局规划采用的标准遗传算法仍存在早熟和局部收敛慢的问题。针对这些缺陷,采用病毒遗传算法进行改进。结合航迹规划的领域知识,给出了病毒种群的编码方法并设计了特定的病毒感染算子,使航迹寻优效率得以提高。仿真实验表明,在相同约束条件下,该方法能更快生成满足战术要求的航迹。

  • 基于伪随机脉冲估计的简化动力学卫星定轨方法

    作者:赵春梅 程鹏飞 益鹏举 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    采用简化动力学模型和星载GPS非差观测值,通过在确定性卫星运动方程中引入伪随机脉冲参数,将确定性参数和伪随机脉冲参数一起估计,对CHAMP卫星进行精密定轨。定轨软件采用自行研制的CASMORD精密定轨软件,定轨结果与GFZ事后定轨结果以及SLR结果进行了比较与分析。结果表明,采用简化动力学方法对CHAMP卫星定轨,在X、Y、Z三个方向的均方根误差(RMS)基本一致,轨道位置精度优于10cm,与SLR比较,测距精度优于5cm,定轨结果可靠,验证了算法的可行性和软件的定轨精度。

  • 月球探测器LP精密定轨及月球重力场模型解算

    作者:鄢建国 李斐 平劲松 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    对美国1998年发射的月球探测器LP任务阶段共19个月的双程测距测速轨道跟踪数据进行了精密定轨,对定轨结果通过轨道残差及重复弧段差异进行了精度评价。利用LP正常任务阶段三个月的轨道跟踪数据进行了月球重力场模型解算,通过重力场功率谱、轨道残差和月球自由空气重力异常对解算模型进行了精度评价。结果表明精密定轨及月球重力场模型解算合理。对进一步融合嫦娥一号轨道跟踪数据和LP数据解算自主的高精度月球重力场模型具有参考意义。

  • 一种惯性辅助卫星导航系统及其完好性检测方法

    作者:刘海颖 冯成涛 王惠南 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对传统的卫星导航/捷联惯导(GNSS/SINS)紧耦合组合系统中SINS测量影响所有的观测量,以及SINS故障不能被隔离的缺点,给出了一种新的惯性辅助卫星导航紧耦合组合结构及其完好性检测方法。设计了紧耦合系统结构和卡尔曼滤波器,将SINS测量转换为虚拟伪距,作为GNSS伪距测量的扩展,并设计了基于滤波新息的残差检验法(RCTM)和自主完好性检测外推法(AIME)来进行完好性检测。该紧耦合方法可以通过虚拟卫星的选择降低几何精度因子,在提高导航精度的同时便于完好性检测。仿真结果表明惯性辅助卫星导航新方法可以有效地提高导航精度,RCTM法对于阶跃故障和快变的斜坡故障检测是非常有效的,而AIME法对于慢变的斜坡故障检测具有更好的性能。

  • 发射惯性坐标系下误差角与数学平台失准角的推导与仿真

    作者:邓红 刘光斌 陈昊明 刘志国 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    基于状态空间法的捷联惯性/天文组合导航系统(SINS/CNS)需要数学平台失准角作为观测值参与滤波估计,工程实际只能得到SINS、CNS二者的姿态误差角。以弹道导弹为背景,在发射惯性坐标系下分别推导了四元数和欧拉角形式的姿态误差角与数学平台失准角之间的相互转换矩阵。建立了弹道导弹SINS/CNS数学模型,并采用EKF和UKF算法验证了该转换矩阵。仿真结果表明误差转换矩阵的正确性。

  • 地球物理导航中位场下延的迭代正则化方法研究

    作者:周军 施桂国 葛致磊 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    地磁、重力数据下延是制备地球物理导航基准图的重要内容,而它通常是一个不适定问题,采用常规代数方法求解并不奏效;对此,结合航空地球物理测量和地球物理导航的特点,研究了迭代正则化方法(包括迭代Tikhonov法、Landweber迭代法和截断奇异值分解(TSVD)法)在位场下延中的应用。首先给出了位场下延和迭代正则化的基本理论,然后采用理论位场模型验证了迭代正则化方法在位场下延中的应用可行性,最后分析了迭代正则化方法的下延精度、计算时间和边界效应等性能。由分析结果可知,迭代Tikhonov方法具有最好的综合下延性能,应优先在实际的位场下延中使用。

  • 基于UKF的GPS定位算法

    作者:王康 刘莉 杜小菁 李怀建 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对EKF通过局部线性化方法处理非线性问题可能产生的精度下降问题,提出了用UKF进行GPS定位解算的方法。介绍了UKF方法的原理,分析了GPS伪距方程的线性化近似误差和定位精度的关系,并讨论了利用UKF进行定位解算的有效性。采用"当前"模型,利用伪距和多普勒观测量进行定位解算。利用Spirent GPS模拟器和NovAtel差分定位系统及NovAtel接收机分别进行了仿真实验和现场实验。结果表明,当滤波器状态初值误差较大时,UKF与EKF相比有明显的优势。

  • 北斗和CAPS系统中采用高程作为虚拟星座对授时精度的影响分析

    作者:单庆晓 唐洪 何琴 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    在北斗和CAPS导航系统中利用高程作为虚拟星座可显著提高无源定位的精度。在授时应用中无源定位的结果用来计算卫星与用户的距离从而得到信号传输延迟。本文分析了高程误差对授时精度的影响。设定了高程误差,列出了定位方程;采用牛顿迭代法对方程进行了求解。方程的解表明高程误差主要影响定位结果的Z坐标值,而对授时敏感的距离值影响较小。因此高程误差导致的授时误差要小于定位误差。对5个中国城市的仿真结果表明在这些区域100m高程误差引起的授时误差要小于1μs。因此可以采用概略高程取代需要昂贵测试设备的精确高程。概略高程可以满足μs级授时精度的需求,从而满足电力和电信系统大部分场合对时间同步的需求。

  • 旋转式平台惯导加速度计尺寸效应分析及高精度补偿

    作者:杨建业 汪立新 蔚国强 张胜修 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为提高HRG平台惯导系统的自主导航精度,利用旋转平均技术组建了HRG旋转式平台惯导系统。针对旋转式平台惯导系统在导航过程中台体绕台体轴的往复旋转会引起加速度计尺寸效应误差的问题,在对加速度计尺寸效应误差的产生机理进行深入分析的基础上,结合旋转式平台惯导系统的特性,提出将坐标变换矩阵完整的旋转矢量表达式代入速度和位置更新方程,建立了加速度计尺寸效应的高精度补偿算法,并讨论了减小加速度计尺寸效应所引起的发散的位置误差的方法。仿真实验结果表明,这种算法能够有效减小加速度计尺寸效应引起的速度误差和位置误差,从而验证了文中理论分析的正确性及所建立的补偿算法的有效性。

  • 对无控旋转目标逼近的自适应滑模控制

    作者:李九人 李海阳 唐国金 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    对追踪器逼近无控旋转目标器的轨迹和姿态六自由度控制问题进行了研究。基于适用于任意偏心率的航天器相对运动轨道和姿态动力学模型,对追踪器逼近无控旋转目标的参考轨迹和参考姿态进行了分析与设计,推导了一种用于六自由度逼近控制的自适应滑模控制器。通过仿真分析,证明了所设计的逼近参考轨迹和参考姿态的合理性,同时验证了自适应滑模控制器的有效性。

  • 双边遥操作系统操作性能度量频域指标

    作者:侯志林 韦庆 韩大鹏 安宏雷 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    在双边遥操作控制系统的设计中,如何分析和评价遥操作系统的操作性能是一个至关重要的问题。利用频域分析方法,引入了一种新的遥操作系统操作性能度量指标,运用该指标分析了Anderson无源性遥操作系统的操作性能,并针对单边时延条件下的双边控制系统,获得了系统透明性与系统单边时延以及系统跟踪性与系统单边时延之间的关系曲线,解释了Anderson方法为什么只适用于时延不大于1s的系统,并验证了所提度量指标的合理性和有效性。

  • 卫星导航和惯性导航与时间和空间的理论

    作者:林金 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    从卫星导航和惯性导航的测速定位机理分析出发讨论了时间和空间理论的有关基本问题。提供了一种卫星导航的原理完备的观测方程形式,包括惯性和非惯性物理效应。着重讨论了洛伦兹一次项的效应,伽里略变换自然进化到洛伦兹变换,"同地性"的相对性自然导致"同时性"的相对性。从卫星导航的单程光(电磁)信号的特点出发讨论了爱因斯坦"往"和"返"双程光信号定义带来的困惑。指出哈勃红移是超低速度和超大距离的狭义相对论效应验证。用爱因斯坦对惯性质量和引力质量等效原理的论述,论证了惯性导航的理论基础和超过3×108m/s的速度测量机理。

  • 固体火箭发动机推力振荡特性数值研究

    作者:张峤 苏万兴 李军伟 王伟臣 王宁飞 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为了揭示固体火箭发动机推力振荡特性,以大型助推器P230的缩比发动机为基础,使用大涡模拟方法,对障碍物旋涡脱落诱发的振荡流场开展数值模拟,通过对比燃烧室压力、推力的振频和振幅,总结了推力振幅的估算方法。研究结果表明,推力振幅对压力振幅放大机理的关键参数是喉通比,放大比例与喉通比成反比;奇数阶声振型对推力振幅的贡献最大,偶数阶声振型对推力振幅的影响可以忽略,旋涡脱落对推力振幅的作用小于奇数阶声振型,且随涡/声耦合程度的增大而增强。

  • 基于PCRLB的低轨星座对自由段多目标的多传感器调度算法

    作者:赵砚 张寅生 易东云 张倩 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    研究了低轨星座跟踪自由段目标背景下的多目标多传感器调度问题。论述了自由段目标运动模型和星载红外传感器测量模型。考虑到目标出现的时空不确定性,面向系统的跟踪性能,建立了基于突发事件和滚动周期的调度框架以及调度与跟踪的闭环结构。基于此,建立了调度的具体算法。特别地,以调度周期内系统的信息增量最大化为目标,详细设计了基于PCRLB的调度策略性能指标。仿真验证了算法的可行性、优越性以及在动态环境中的适应性。

  • 低轨卫星频谱感知的二维差值迭代分割

    作者:马陆 陈晓挺 龚文斌 梁旭文 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    在低轨卫星通信系统中应用频谱感知技术,必须解决波束覆盖范围过大造成感知结果空间分辨率过低的问题。提出了二维差值迭代分割算法,利用地球自转引起的轨道面旋转方向,以及卫星行进方向上的波束重叠,经迭代计算获得波束下各子区域的频谱环境数据。经仿真表明此算法可以有效分割波束,并在6dB以上的信噪比条件下结合能量检测器准确定位主用户信号,从而满足低轨卫星通信系统的应用需求。

  • 基于效用最大化的DVB-RCS跨层动态带宽分配

    作者:高鑫 王祖林 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对已有效用函数的动态带宽分配(DBA)模型未考虑物理层信道条件来完成DVB-RCS(Digital Vid-eo Broadcasting-Return Channel via Satellite)卫星通信网的DBA,从而导致吞吐量下降这一缺点,本文提出一种跨层效用函数DBA模型。该模型建立基于信道条件的效用函数,以实现效用最大化的DBA,因此转化为非线性整数规划问题的求解。同时提出一种基于等效用增量的Greedy迭代算法求解该问题,求出效用最大化的带宽分配向量,降低了传统Greedy算法的计算量。仿真结果表明该模型在保证回传信道卫星终端(Return Channel Satellite Termi-nal,RCST)用户公平性的同时,提升DVB-RCS卫星通信网的吞吐量。

  • 基于吱呀轮优化的多卫星数传调度问题求解方法

    作者:经飞 王钧 李军 陈浩 景宁 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    研究多卫星数传调度技术对提高对地观测系统的综合应用效益具有重要意义。通过分析卫星数传调度问题,建立一种考虑时间窗调整的约束优化模型。利用吱呀轮优化(Squeaky-Wheel Optimization,SWO)的大邻域导向式搜索特点,提出了一种基于SWO的多卫星数传调度算法。该算法可以在短时间内获得优化解。实验结果表明,该算法在时间性、优化度等方面取得满意的结果。

  • 一种改进的星载分布式SAR相位保持成像算法

    作者:杨威 李春升 陈杰 王鹏波 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对Chirp Scaling算法在推导中对相位采用近似处理而导致相位保持精度不能满足分布式星载InSAR系统对高程测量精度要求的问题,在对线性调频信号脉压处理中相位变化规律进行分析的基础上,结合星载分布式SAR数据处理对信号相关性的要求,推导了适用于星载分布式SAR数据处理的相位补偿公式,进而提出一种能够实现高精度相位保持的改进Chirp Scaling成像算法。算法精确补偿了包括复常数相位项、移零频所引入的线性相位项、距离向残留三次相位项及距离压缩后非均匀采样所引入的相位误差,并且能够实现分布式InSAR复图像对的粗配准。最后,给出了一种理论相位的计算方法,并通过计算机仿真验证了算法的有效性。

  • 一种基于多模分布的SAR图像分割算法

    作者:尹奎英 刘宏伟 金林 王英华 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    SAR图像目标、背景、阴影的不同散射机理使得这三部分具有不同的统计特性。分析SAR图像三部分统计性质分别建立统计模型,并给出了一种基于这三种模型组合的多模分布的SAR图像分割算法,对于目标分割和阴影分割分别采用不同的预处理方法,分别提出了快速Otsu分割算法分割目标和基于背景均值保留的冲击滤波算法分割阴影。分割结果表明,这种基于多模分布的SAR图像分割算法与传统的基于单模分割算法相比,能最佳地利用各部分统计特性的差异,得到准确的分割结果。

  • 双基地合成孔径雷达穿墙成像研究

    作者:李欣 黄晓涛 沈忠义 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    双基地穿墙成像合成孔径雷达具有广阔的应用前景。建立了发射站工作在正侧视条带模式,接收站固定构形的双基地SAR信号穿透墙体的数学模型,研究解决了双基地SAR穿墙成像中电磁波的折射和传播路径等问题。分析了与空气介质条件下相比的回波延时,孔径变化和分辨率特征,推导了双基地SAR穿墙后向投影(Back Projection,BP)成像算法,对墙体的折射和延时作用进行补偿。给出了墙后目标的非聚焦和聚焦成像结果,仿真结果验证了理论分析和算法的正确性与有效性。

  • 对合成孔径雷达的步进移频干扰

    作者:黄洪旭 黄知涛 吴京 周一宇 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为了使压制干扰获得更多的SAR匹配处理增益,从而进一步降低干扰功率,提出了一种脉内脉间二维部分相干干扰:步进移频干扰。该干扰在保留信号脉内脉间相位特性的同时,让干扰载频在脉间步进递增或递减变化,人为产生距离向和方位向的耦合效应。理论分析和仿真实验表明,该干扰可同时获得SAR在距离向和方位向的部分匹配处理增益,因而降低了干扰功率需求。此外,该干扰的SAR成像输出为一个干扰区域,无需复杂的复合调制即可作为压制干扰掩护分布式目标,干扰实施简单,是一种有效的SAR压制干扰方式。

  • 基于改进EX的机动雷达误差配准算法

    作者:崔亚奇 宋强 何友 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对EX(Exact Method)算法的大计算量和耗时对其工程应用造成的不利影响,提出了一种改进的EX算法(MEX算法),通过优化EX算法的算法结构,消除其存在的冗余运算,提高了实时性;为解决机动雷达情况下的误差配准问题,通过改进MEX算法以适应系统存在姿态角系统误差的特点,提出了扩展的MEX算法(EMEX算法);把EMEX算法推广应用到多机动雷达情况下的系统误差估计中,得到了采用集中式融合结构的EMEX算法(CEMEX算法)。为验证提出算法的正确性和有效性,对算法进行蒙特卡洛仿真比较,结果表明,MEX算法在保持EX算法估计性能不变的前提下,大大减少了算法耗时,提高了EX算法的估计效率;EMEX算法能够有效地估计出机动雷达的各种系统误差;CEMEX算法能够有效地融合多部雷达量测的信息,具有良好的系统误差估计性能。

  • 零陷展宽的递推实现方法

    作者:倪淑燕 程乃平 倪正中 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    目前常用的零陷展宽算法都可以归纳到协方差矩阵锥化(CMT)的范畴,按常规计算方式,CMT法的运算量为O(M3)。文章首先通过对CMT法中的锥化矩阵进行特征值分解,提出了一种递推实现的零陷展宽算法,将运算量降为O(JM2)(J为锥化矩阵的秩);将该递推方法与对角加载算法结合,大大提高了算法的鲁棒性;最后针对几种常用的锥化矩阵进行了分析,确定了Mailloux算法中虚拟干扰源的选取原则,对MZ算法的锥化矩阵进行了降秩近似,进一步降低了运算量。计算机仿真分析表明,递推CMT算法在与原算法性能相当的情况下运算速度大大提高,与对角加载算法结合后,可以以较低的运算量实现较好的稳健性。

  • 一种基于谱域-空域组合特征支持向量机的高光谱图像分类算法

    作者:高恒振 万建伟 粘永健 徐湛 许可 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    针对高光谱图像分类问题,提出了一种基于支持向量机的利用组合特征对高光谱图像进行分类的算法,组合特征综合了高光谱图像的光谱域和空域信息。针对图像的高维数据特性,利用最大噪声分量方法进行特征提取,对得到的主分量图像,采用虚拟维数估计算法来确定需要保留的主分量数目,并用数学形态学操作用保留的主分量图像中提取目标的形态信息。根据得到的空域特征并结合原始光谱域特征,构造用于分类的组合特征矢量。而且采用了支持向量机,利用了其支持小样本、效率高的优点。高光谱数据实验表明,本文提出的方法和单独使用谱域或空域信息进行分类相比,具有一定的优越性。

  • 基于激光干涉星间测距原理的下一代月球卫星重力测量计划需求论证

    作者:郑伟 许厚泽 钟敏 员美娟 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    月球卫星重力测量是21世纪国际开展深空探测的发展趋势和追逐热点。月球重力场的精密测量是国际探月计划的重要组成部分,它决定着月球探测器的轨道优化设计和载人登月飞船月面理想着陆点的合适选取。本文首先介绍未来国际GRAIL(Gravity Recovery and Interior Laboratory)月球重力场探测双星计划的总体概述、关键载荷以及科学目标和研究方向。其次,重点阐述月球卫星观测模式可行性论证、月球卫星关键载荷的优化选取、卫星轨道参数的优化设计、仿真模拟研究的先期开展等我国将来月球卫星重力测量计划的实施建议。第一,由于高低/低低卫星跟踪卫星结合多普勒和甚长基线干涉系统观测模式(SST-HL/LL-Doppler-VLBI)对中长波月球重力场的探测精度较高,技术要求相对较低,月球重力场测定速度快、代价低和效益高,可借鉴地球重力卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)系统的成功经验,对定轨精度的要求较低,而且可有效探测远月面区域的月球重力场信号,因此我国将来首期月球卫星重力测量计划采用SST-HL/LL-Doppler-VLBI观测模式较优。第二,我国应先期开展高精度的月球重力卫星关键载荷(激光干涉星间测距仪、非保守力补偿系统等)和地面Doppler-VLBI系统的研制工作。第三,月球卫星轨道高度(50~100 km)和星间距离(100±50 km)的优化设计是成功实施将来我国月球卫星重力测量计划的重要保证。第四,建议我国将仿真技术应用于月球重力卫星的方案论证、系统设计、部件研制、产品检验、实际应用、故障分析等研制和运行的全过程。本文的研究不仅对我国将来首期月球卫星重力测量计划的成功实施具有重要的参考价值,同时对未来国际太阳系行星重力探测的发展方向具有广泛的指导意义。

  • 月球车鱼眼相机的标定方法研究

    作者:王保丰 毛晓艳 唐歌实 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    提出了一种两步法来高精度地标定月球车中鱼眼相机的方法。第一步,采用球面投影方程来表示鱼眼相机的成像模型,并建立球面投影与透视投影间的转换关系。利用直线在球面投影中的像为椭圆弧这一性质,求得球面投影中像主点坐标和球半径。第二步,用求得的上述参数将球面投影图像转化为透视投影图像,并进行相机内参数的标定。用新标定得到的像主点坐标和球半径代替上次结果,再次进行投影转换和内参数标定,按此进行迭代计算,直至标定结果收敛于设定阈值。最后,本文还通过了一组实验验证了该方法的正确性。

  • 三轴气浮台挠性航天器动力学模拟方法研究

    作者:陈欢龙 周军 刘莹莹 牟小刚 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    本文研究利用气浮台上的动量轮执行机构,模拟卫星上挠性附件振动产生的干扰力矩的卫星物理仿真实验方法,以克服三轴气浮台不能直接安装挠性附件进行仿真的局限性。本实验方法通过设计一个跟踪控制器,令气浮台的姿态角速度跟踪挠性卫星参考动力学,并由动量轮产生控制力矩,该力矩即是实验模拟的挠性振动干扰力矩。理论和仿真研究表明:(1)本文提出的挠性干扰力矩模拟方法可以较好地模拟低阶挠性振动干扰力矩;(2)理论上当控制器的增益参数越大,系统能够模拟的干扰力矩频率就越大,但是由于测量噪声的影响,反馈增益不能选得过大;(3)本方法模拟的干扰力矩与真实干扰力矩存在一定的相位延迟,这是由于控制器和执行机构的固有延迟造成的。通过引入超前-滞后校正网络可以有效减小延迟的影响。

  • 基于模式矩阵的液体火箭发动机试车台故障关联规则挖掘

    作者:王珉 胡茑庆 秦国军 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为发现试车台状态变量与其工作状况的关联关系,本文对液体火箭发动机试车台历史测试数据进行关联规则挖掘,对试车台状态参数进行选择和编码,使用自适应阈值算法对测试数据进行离散化,引入模式矩阵用于计算事务数据库中的频繁项集,提出了基于模式矩阵的关联规则挖掘方法,并将该方法应用于对多组历史测试数据进行频繁项集挖掘,对挖掘结果的分析表明:与传统方法相比,本文方法效率高,计算量小,挖掘结果能正确反映试车台状态变量与其工作状况间的关联规则,为试车台的测试数据挖掘提供了一种有效方法。

  • 平板式小型环路热管的实验研究

    作者:陈彬彬 刘伟 刘志春 杨金国 李欢 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    设计一套蒸发器尺寸为74 mm(D)×14 mm(H)的平板式小型环路热管(mLHP),工质为甲醇,冷凝方式采用冰水混合物冷却,研究其换热性能。实验表明,该环路热管能够实现重力和无重力辅助启动。倾角为18°、充灌率为60%时,热负荷从20 W增加到140 W,整个环路热管热阻从2.58℃/W减小到0.44℃/W。无重力辅助启动时,mLHP能够散去130 W的热量而壁面温度低于80℃。当热负荷一定,无重力辅助启动时的蒸发器壁面温度高于重力辅助启动时的壁面温度。在保证系统启动的工质裕量前提下,减少工质充灌量有利于降低蒸发器壁面温度。mLHP运行存在低热负荷区和高热负荷区,在低热负荷区,蒸发器和补偿腔温度随着热负荷的增加降低;在高热负荷区,蒸发器和补偿腔温度随着热负荷的增加升高。

  • 中国宇航学会代表团赴俄参加“纪念加加林首次上太空国际科学实践会议”

    作者: 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    4月8日-13日,应俄罗斯方面邀请,中国宇航学会代表团赴俄参加了“纪念加加林首次上太空50周年国际科学实践会议”。会议期间,代表团与俄罗斯宇航界进行了充分的沟通和交流,与国际宇航联合会和国际宇航科学院负责人进行了会晤,

  • “高分辨率遥感卫星结构振动及控制技术”研讨会通知

    作者: 期刊:《宇航学报》 2011年第04期

    为提升我国遥感卫星的设计研制水平,提高卫星成像质量,推动该领域技术交流,中国宇航学会拟于2011年6月上旬在湖南长沙组织召开“高分辨率遥感卫星结构振动及控制技术”研讨会。欢迎本领域的领导、专家学者和科研人员踊跃参加。

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