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宇航学报杂志 2016年第11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
  • GNSS星间链路自主导航技术研究进展及展望

    作者:王冬霞; 辛洁; 薛峰; 郭睿; 谢金石; 陈金平 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    详细介绍了全球四大GNSS系统的星间链路(ISL)发展建设现状,并系统总结了国内外自主导航技术相关的关键性研究问题,得出对我国星间链路建设的启迪,指出我国星问链路自主导航亟需解决的研究重点和发展方向,为我国卫星导航系统的发展建设提供参考。

  • 航天器轨迹偏差的非线性非高斯预报方法

    作者:孙振江; 罗亚中; 张进; 唐国金 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对航天器轨道偏差传播问题,提出一种高斯和模型与状态转移张量结合的预报方法。该方法使用多个子高斯分布加权拟合状态偏差分布,再以高阶状态转移张量分别预报每个子高斯分布,以捕获偏差分布的非高斯性,减小预报误差。将其应用到航天器二体轨道问题中,对比分析不同方法的预报结果。仿真结果表明,该方法可以逼近Monte Carlo仿真的预报精度,并显著提高计算效率,对长时间预报问题,效率提高可达数十倍。该方法面向一般的非线性系统状态偏差预报问题,尤其在长时间仿真预报时兼具很好的精度和计算效率。

  • 第二类无奇点根数的北斗历书参数设计

    作者:常志巧; 胡小工; 杜兰; 郭睿; 何峰; 李晓杰; 王琰; 董恩强 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    为统一北斗三类卫星的历书拟合算法,提出基于第二类无奇点根数进行历书参数设计的方法,设计了以倾角向量变率作为摄动参数的历书参数模型,并给出新的历书模型的用户使用算法。利用覆盖2013年全年的实际在轨卫星的数值轨道进行了历书拟合试验。结果表明,地球静止轨道(GEO)和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的拟合位置误差为2~4km,拟合用户距离误差(URE)约为1km,中圆地球轨道(MEO)卫星的拟合位置误差为1~2km,拟合URE约为500m。通过分析6个轨道根数和2个摄动参数全年的变化范围,对新历书模型进行量化单位和占用比特位的通信接口设计,定量分析量化单位对历书表达精度的影响。结果表明,参数截断后对位置误差的影响小于50m,对URE误差的影响小于5m。因此,历书量化误差对信号捕获以及首次定位时间带来的影响可以忽略不计。

  • 基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法

    作者:宋佳凝; 徐国栋; 李鹏飞 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对传统脉冲星导航方法在相位估计时依赖脉冲星信号轮廓,存在整周模糊及不确定星历参数引起的系统共模误差问题,提出基于相位差测量的脉冲星时间相对导航方法。该方法通过对脉冲星光子到达时间序列进行相位估计,以相邻时刻的相位差作为观测量,建立航天器位置增量与相位差的关系,采用广义卡尔曼滤波器处理系统噪声相关问题进行导航,可有效减小系统误差,实现脉冲星导航的应用。通过对导航系统初始定位方法、可观性分析,及基于罗西X射线时变探测器(RXTE)观测的Crab脉冲星的在轨实测数据试验分析,证明了该方法的自主性与可行性。最后,对基于相位差测量的脉冲星时间相对导航系统进行导航滤波仿真,试验结果表明,导航系统完全可观,噪声不累积,位置估计精度可满足实际应用。

  • 基于SRUKF的偏心仅测角相对导航方法

    作者:尤岳; 王华; Christophe; Paccolat; 李九人 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对以单个光学/红外相机作为相对导航敏感器的航天器,提出采用相机偏心安装和平方根无损卡尔曼滤波(SRUKF)两种方法,解决自主交会时中远距离和近距离全过程的仅测角导航(AON)问题。在观测相机安装时,人为设置一个分米量级的安装偏心,按照观测距离分段建立相机观测模型并推导了观测敏感矩阵,从理论上证明了径向和法向相机安装偏心可以改善近距离v-bar相对位置保持点的观测度,并且对远距离导航精度没影响。构建了基于SRUKF的仅测角导航方法,该方法不需要强制要求初始估计误差满足小量假设和零均值高斯分布假设。经算例验证,在远距离时,采用本文提出的仅测角导航方法,其导航精度比传统扩展卡尔曼滤波(EKF)方法提高了一倍,计算负载降低了约10%;在近距离时,解决了仅测角导航v-bar相对位置保持点不可观测问题;并且当初始估计误差呈非高斯特性时,依然可以实现对相对距离的无偏估计。

  • 吸气式高超声速飞行器特征模型自适应控制

    作者:李公军 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对吸气式高超声速飞行器纵向刚体动力学的跟踪控制问题,给出了基于特征模型的自适应控制方案。通过选取攻角作为额外的输出,给出了这类系统的特征建模方法,其中,系统被分为速度子系统和高度子系统。针对速度子系统,建立了一阶特征模型;针对高度子系统,建立了二阶多输入多输出特征模型。基于所得到的特征模型,本文设计了全系数自适应控制律,不仅实现了速度跟踪和高度跟踪,也实现了攻角跟踪。数值仿真验证了该方法的有效性。

  • 轨道交会、悬停及绕飞控制的解析解方法

    作者:谭天乐; 武海雷 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    面向航天器交会对接、编队伴飞以及在轨操控等空间应用的需求,分别对近圆、椭圆轨道上航天器间的相对运动进行了分析与建模,在常值推力作用假设下进行了相对运动的解析求解。采用模型预测的方法获得航天器相对位置和相对速度的预期偏差。通过广义逆变换构造关于预期偏差的最小范数、最小二乘全状态反馈控制器。提出了一种普遍适用于近圆、椭圆轨道,可以实现轨道交会、相对悬停保持和循迹绕飞,对相对位置和相对速度进行同步控制的高精度、高稳定度相对制导律。仿真结果校验了方法的可行性和有效性。

  • 航天器避障交会有限时间滑模控制

    作者:冯丽程; 白玉铸; 陈小前 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对航天器安全交会过程中的避障问题,提出一种基于有限时间滑模变结构控制与人工势函数相结合的控制方法。首先,对斥力势进行修正使得势函数在期望状态的值为零。其次,基于速度偏差和引力梯度设计滑模面,并考虑障碍物的速度设计控制律。利用Lyapunov稳定性定理分析证明在存在外部干扰情况下,系统能够在有限时间内收敛到期望状态并保持渐近稳定。最后,利用数值仿真来验证所设计的控制律的正确性和有效性。仿真结果表明,该方法能够有效实现规避动态障碍物,满足安全交会的要求。

  • 主从式卫星集群系统的长期轨道保持

    作者:陈瑛; 何朕; 李顺利 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对主从式卫星集群系统的空间构型长期保持问题提出一种控制算法,使得多星系统能够在给定的相对距离约束下在轨长期运行,并且消耗较少的燃料。该卫星集群系统由一颗主星和多颗从星构成,主星保持在特定轨道上,负责系统中的数据处理、任务规划及决策,从星围绕主星自由运动并实现特定功能。根据系统的特点,考虑主星与从星、从星与从星之间约束条件的异同,设计了具有较强适应性的控制逻辑与基于李雅普诺夫稳定性理论的控制器。仿真结果表明,在推力器最大推力一定的情况下,提出的控制算法能够有效地应用于多星集群飞行中,并成功地实现长期的轨道保持。

  • 车辙图像频域分析及星球车车轮滑转率估计方法

    作者:李楠; 高海波; 吕凤天; 丁亮; 刘振; 于海涛; 邓宗全 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    在月面环境下车轮滑转影响月球车的运动性能和定位精度,针对星球车车轮滑转率检测问题,提出一种基于车辙图像频域特征的滑转率估计方法。通过分析车轮与土壤相互作用过程与车辙形成机理,建立车辙的时域参数化解析模型。并在车辙构造时域解析模型基础上,通过对车辙图像进行频域分析,建立了基于车辙图像基频特征的车轮滑转率估计模型。此外,介绍了一种适用于该方法的车辙频域特征提取和图像处理技术。通过试验证明,该方法只需检测车辙图像基频便可以实现车轮滑转率非接触式精确估计。采用本方法估计车轮滑转率,相对精度可达3%。

  • 空气加热器声学振荡特性的数值计算

    作者:袁磊; 沈赤兵 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    为研究空气加热器的声学振荡特性并为其设计和后续的试验方案提供借鉴,对空气加热器不同喷嘴位置处的喷雾火焰形成的声学振荡进行了数值仿真,重点研究了多个离散点处的不稳定特征以及燃烧室内的流场演化过程。仿真结果捕捉到了燃烧不稳定的典型特征,如起振、线性增长、稳定极限环;非稳态流场直观地展示出喷注面板中心位置处的喷嘴形成的喷雾火焰容易形成二阶横向声学振荡,并且这种振荡形式具有从喷注面板向喷管入口传播的行波特征;离面板中心53.6mm的喷嘴形成的喷雾火焰容易形成一阶横向声学振荡,这种振荡形式没有明显的行波特征。

  • 飞行器结构部件导热/辐射耦合传热特性预测方法

    作者:朱言旦; 刘伟; 曾磊; 张昊元; 桂业伟; 杜雁霞 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    采用数值方法求解气动热环境,基于蒙特卡罗方法求解内部空腔辐射换热及有限元方法求解三维导热,建立了沿弹道求解导热/辐射耦合的热响应预测方法,计算并获得了沿给定飞行弹道条件下的考虑内部辐射和不考虑内部辐射时的某高超声速飞行器结构部件的热响应特性。研究表明,所发展的耦合计算方法具有较高的精度和较好的工程适用性;考虑内部辐射时,结构部件局部最高温度明显低于不考虑辐射时,最高相差400K以上,且温度分布趋于均匀,温度梯度减小。相关研究对高超声速飞行器防热结构设计与优化具有重要参考意义。

  • 航天器热平衡温度预测的粒子群算法

    作者:朱熙; 郭赣; 刘绍然; 刘波; 王晶 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    为解决航天器热平衡试验温度外推预测方法中存在的问题,提出了热平衡温度预测的粒子群优化算法。根据热平衡温度模型,建立待优化的目标函数以及热平衡温度粒子群算法的计算流程。依据某型号卫星热平衡试验的前期温度数据,对热平衡极限温度以及瞬时温度进行预测,并与实测数据进行了比对。计算结果与实测数据相比具有较好的一致性,所提出的方法可有效地应用于航天器热平衡试验温度预测。

  • 高超声速升力体飞行器等离子体鞘数值模拟

    作者:吉君君; 田正雨; 柴金磊; 李桦 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    为探究高超声速再入过程中通信“黑障”的影响因素,基于一种化学反应平衡气体组分模型,采用有限体积法求解三维全N—S方程,数值方法采用AUSMPW+格式和Lu-SGS隐式求解方法,模拟典型球锥体的高超声速流场,得到的电子数密度分布同RAM-CII飞行试验数据吻合良好。并针对一种升力体外形飞行器进行计算,选取高度范围35—55km、马赫数12~25、攻角10°~30°共14个飞行状态,得到了不同状态下的飞行器周围的电子数密度分布情况,对比分析发现电子数密度值与飞行高度、马赫数以及攻角的大小关系密切。

  • 等效导纳模型分析航天器VHF/UHF频段屏蔽效能

    作者:张玉廷; 李冉; 高文军; 吕争; 张华 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对VHF/UHF频段航天器舱体屏蔽处理难度大的问题,提出一种基于等效导纳模型的屏蔽效能分析方法。该方法将屏蔽舱体孔缝等效为波导结构,基于变分法原理建立水平电容和垂直电感模型,对参数失配和舱体厚度影响进行导纳匹配和孔缝宽度参数修正。采用传输线理论建立屏蔽效能分析数学模型。算例对比表明算法具有较高的分析精度,可有效分析孔缝不位于舱体中心位置和孔缝长度非波长整数倍时的屏蔽效能,并可准确预测舱体的谐振效应。将其应用到航天器舱体屏蔽效能分析中,对比结果表明算法可有效满足工程应用要求。

  • 等离子体接触器对空间站充放电的影响

    作者:夏启蒙; 谢侃; 武志文; 刘向阳; 王宁飞 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    针对采用100V高压电池阵的空间站结构体带电现象,提出采用等离子体接触器进行主动电位控制方案,根据此方案建立包含接触器的空间站充放电等效电路模型,研究等离子体接触器对空间站充放电过程的影响及空间站结构因素对接触器钳位效果的影响,从而了解等离子体接触器与空间站悬浮电位的耦合特性。结果表明,无论空间站处于“快速充电”还是“正常充电”情况,等离子体接触器均能有效将空间站悬浮电位钳制在合理范围内。空间站结构因素中,电池阵暴露导体面积对接触器钳位过程影响较大,结构体暴露导体面积和结构体等效电容的影响可忽略。

  • "中国航天高峰论坛"暨中国宇航学会·中国空间法学会2016年学术年会在京召开

    作者: 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    10月20—21日,庆祝中国航天事业创建60周年“中国航天高峰论坛”暨中国宇航学会·中国空间法学会2016年学术年会在京召开。会议由中国宇航学会、中国空间法学会、中国航天科技集团公司科技委主办,指导单位为中国科协、国防科工局。来自中国航天科研院所、企事业单位、高等院校、军队等有关单位的专家、学者300多人出席会议。

  • 《宇航学报》第五届编委会成立大会成功召开

    作者: 期刊:《宇航学报》 2016年第11期

    2016年10月19日,《宇航学报》第五届编委会成立大会在京召开。本次会议由《宇航学报》主编、中国工程院院士杜善义和《宇航学报》副主编、中国宇航学会副理事长兼秘书长王一然共同主持,来自航天院所和相关高校的三十余位编委、代表出席。

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