一种GNSS卫星轨道高精度实时插值方法

针对GNSS导航信号模拟源中多星座轨道计算实时性问题,从计算效率、精度等角度分析和对比了牛顿多项式和埃尔米特多项式插值算法的性能,通过对牛顿插值的加“窗”改进,使得卫星位置、速度的插值精度显著提高.算例结果表明,该方法能够在等间距时间点上多个卫星位置已知、速度未知的条件下,高精度实时地内插出卫星的位置和速度,其中卫星位置插值精度为mm级,速度插值精度小于1e-5 m/s,计算量为广播星历直接计算的1/7,位置和速度的拟合精度均优于三阶埃尔米特插值结果.     

超低轨道卫星摄动特性分析及轨道维持方法

针对超低轨道卫星长时间在轨飞行的轨道维持问题,分析了超低轨道平均偏心率矢量变化特性,提出了一种超低轨道维持的控制方法。分析了J2、J3摄动以及大气阻力摄动作用下超低轨道卫星偏心率矢量的变化特性;基于能量守恒原理设计了超低轨道高度维持的控制策略;通过仿真算例验证了控制策略的有效性。结果表明:在地球非球形引力摄动、大气阻力摄动和速度脉冲作用下超低轨道平均偏心率的变化是稳定的,所设计的轨道维持方法不仅能够实现超低轨道高度维持,确保平均偏心率矢量收敛至平衡位置,且用于轨道维持的燃料消耗合理,能够满足长时间的超低轨道飞行要求。     

用小推力发动机校正轨道和控制卫 星位置

近十年来,为了制造卫星定向,研制了各种小推力发动机（ДMT）,已经成功的一系列有前途的小推力发动机具有很高的推力比冲,它不但能控制卫星的位置,而且还能用于校正轨道诸参数。因此,便产生了一个非常有意义的问题——研制一种控制系统,它使用同样的ДMT,一面校正轨道,一面保证卫星稳定,本文主要探讨卫星在宇宙完成相应的机动时,所必需的速度增量,为此目的,还比较了各种类型的ДMT。     

第二类曲面积分计算方法新探

首先对有向曲面∑1:z=z(x,y),(x,y)∈Dxy上的第二类曲面积分的计算进行了探讨,主要根据第二类曲面积分与第一类曲面积分的关系,通过计算有向曲面的法向量, 把被积函数转化为两向量的点积。然后利用曲面面积元素与坐标面上的面积元素的关系, 再转化为二重积分,简化了第二类曲面积分的计算。最后对其它形式的光滑有向曲面也进行了类似研究,都可直接转化为二重积分。     

近地轨道卫星星座设计时的轨道模型

首先给出考虑Ｊ２摄动项时近地轨道卫星的轨道模型、星下点计算方法和覆盖判断准则，在此基础上给出一种近地回归轨道的迭代设计方法。在区域间断覆盖星座设计时常常选用每天运行１２、１３、１４、１５圈的近地圆回归轨道，因而最后列出了这４种回归轨道的轨道高度和倾角。     

舰炮用近炸引信炮弹对导弹射击的毁伤概率近似计算

舰炮采用近炸引信炮弹对导弹射击时的毁伤概率计算公式是非常繁杂的,例如发射一发近炸引信炮弹,对导弹的毁伤概率W_1的一般式为:式中:V——积分域,在此域内G(x、y、z)>0;φ(x,y)——目标的分布律;K(x,y)——目标在(x,y)条件下引信工作的概率;ψ(z/x,y)——目标在(x,y)条件下炸点在z轴上的条件概率;G(x,y,z)——对目标的毁伤律。如果需要计算发射n发近炸引信炮弹对导弹的毁伤概率,则会比公式(1)更加复杂,而且同样不能解。这就需要进一步简化解析式,并最好使用数字计算机求算。但是,往往由于参数的确定不准,即使采用数字计算机求算,其结果也是不可靠的。所     

载人飞船标准返回轨道设计

本文研究载人飞船三自由度标准返回轨道的设计方法。基本的设计思想是在返回坐标系中建立飞船返回轨道运动方程,用非等值的速度滚动角γｖ（ｔ）使飞船再入过载均匀化及减小标准返回轨道与升力失控时自旋轨道的航程差,并引入侧向制导思想解决γｖ（ｔ）的反向问题。仿真中用二重迭代方法确定有关参数,避免了参数选择的盲目性。仿真计算表明,本文提出的设计思想具有良好的实用价值。     

一类两种群竞争离散系统的持久性

讨论了密度制约的两种群竞争离散系统{x（n＋1）=x（n）exp｜r1-a1x（n）-b1y（n）｜ y（n＋1）=y9n）exp｜r2-a2x（n）-b2y（n）｜的初值解的有界性及系统的持久性。通过适当构造解的最终有界区域，证明了当b1/b2〈r1/r2/〈a1/a2时，系统是强持续生存的。这里ri,ai，bi（i=1，2）均为正的常数。     

最优轨道的快速计算

在计算外层空间最优轨道问题的应用方面,讨论了一种解两点边值问题的广义“间接”法。当能得到准确的初始估计时,改进的数值技术使这种方法（收敛）极快,但如果初始估计远离这个解,也能收敛,虽然要慢得多。把横截条件和终端状态约束结合起来,使得这种方法能够直接解决由任意终端状态约束所确定的问题。第一节定义了火箭在中心引力场里的最优轨道的微分方程、初始条件和终端条件。典型的轨道射入任务使这些微分方程具有特别简单的形式,横截条件可列出解析式。第二节详细说明了一种对解最优轨道的初值问题很有效的数值方法,因而把边值问题化为多维寻零的问题。第三节叙述了为解决这个多维寻零问题而采用的广义牛顿法。第四节概述了在IBM7094计算机上实现的结果,给出了执行时间和收敛特性。     

基于X射线脉冲星的Halo轨道卫星自主导航和控轨

讨论x射线脉冲星自主导航（X—raypulsar-basedautonomousnavigation,XNAV）技术应用于halo轨道卫星的可行性。给出halo轨道卫星的6维状态方程和基于x射线脉冲星导航的6维观测方程,对用x射线脉冲星导航和小推力方法控轨后的日地系第一平动点halo轨道卫星进行了数值模拟。结果表明：在现有的测量精度下,可以将卫星保持在标准轨道附近。最后对实验参数数值的选择给出了相应的分析讨论。     

基于Powell法的GNSS卫星轨道拟合算法

针对GNSS导航信号模拟源中卫星轨道计算的高精度实时性要求,提出了一种基于Powell最优化理论的卫星轨道拟合算法。该算法将有限点卫星位置拟合问题转化为无约束极小值问题,使用最优化理论求解卫星轨道模型参数,从而可以方便计算任意时刻的卫星速度、加速度等高阶量。算例结果表明计算卫星星历时,位置误差小于1×10-4m,速度误差小于1×10-6m/s,计算量为广播星历直接计算的1/3;计算精密星历时,位置精度在2cm左右,拟合精度较拉格朗日插值算法提高了大约1倍。通过实际应用,充分验证了算法的有效性。     

动能拦截器轨道修正能力的数值计算方法

大气层外动能拦截器末段的轨道修正能力与制导方式有关,给出了某种制导方式下轨道修正能力的数值计算方法。该方法通过计算动能拦截器在飞行末段能够消除的最大零控脱靶量得到轨道修正能力。仿真结果表明,该数值计算方法不仅可以计算装药量充足情况下的轨道修正能力,而且可以计算装药量不足时的轨道修正能力。该数值计算方法具有编程实现简单和计算快捷的优点,可以满足快速计算轨道修正能力的需求。     

关于近圆轨道的交会问题

为了评价终段交会机动的各种不同方法,需要知道一个飞行器相对于另一个飞行器的自由飞行运动。当一种参考坐标系选在目标飞行器上时,这时要解的运动方程为一组系数为时间的显函数的变系数非线性微分方程组。本文给出了用扰动法解方程组得到的近似解析解。对于目标轨道偏心率较小和相对距离较大的情况下,这种解比过去找到的解更具有一般性。因此它广泛地用于研究近地轨道的问题。数值例举用来评价其解的精确度。结果表明,在一定的相对距离内现有的包含非线性的解必须代替以前基于线性理论的解。本文的解含有某些非线性效应。本文也给出了在预定时间内达到交会所必需的速度分量的近似解析解。     

潜艇在水面目标位置散布概率密度的计算方法

潜艇声纳在较远距离上发现水面目标时,探测和解算的目标运动要素具有较大的误差.利用泰勒公式,将目标位置计算公式进行简化处理,结合概率论的相关理论,求解目标位置散布概率密度.针对典型战术态势,计算不同时刻目标位置散布概率密度,绘制概率密度图,与目标位置散布仿真图进行对比.     

已知经,纠度两点间相对位置的计算

本文通过讨论已知经、纬度的两点在地球基准椭球上的相对位置,得到了其东西、南北向偏差距离计算公式,从而解决了ＧＰＳ这位和电子地图相结合应用相对位置计算问题。     

电磁轨道发射装置磁热耦合数值计算方法

针对导轨式电磁发射装置动态发射过程中的物理场计算问题,基于发射装置的二维控制方程,推导出相应的有限元离散方程,并根据计算模型的特点,采用自由度平移法处理运动问题保证求解区域不变,建立了考虑摩擦热下的电磁-温度-运动耦合场有限元数值计算模型。根据模型计算得出了不同电枢运动下的电流密度及磁场分布,并分析了温度场在电枢轨道接触面的分布特性,结果表明:电枢运动速度越大,速度趋肤效应越明显,枢轨接触面处的电流密度、接触压强及温升越大。     

轨道转移航天器紫外自主导航的应用

应用紫外敏感器可较高精度地实现航天器全程自主导航。为解决其应用于中高轨不全程可见以及地心距测量误差大的问题,将紫外敏感器采用中心视场和环形视场同轴的结构,用中心视场观测地球,仅以地心方向矢量作为观测量降维输出,采用扩展卡尔曼滤波算法估计出航天器的位置和速度。对该方案建立算法模型,以轨道高度1 000~36 000 km的转移轨道为例仿真验证,研究测量精度、采样周期对导航精度的影响,分析系统可观性。仿真结果表明,系统可观,紫外敏感器测量精度越高导航精度越高,地心方向测量误差不大于0.05°时导航精度位置误差不超过4km、速度误差不超过0.5 m/s,方案有效可行。     

含特征点飞行器位置参数的样条微分平滑方法

为了获取准确的飞行器速度参数,根据含特征点的飞行器轨道特点,提出了一种基于最优节点样条逼近的微分平滑算法。首先给出了含特征点轨道位置参数样条微分平滑问题的数学模型;其次介绍了特征点的识别方法;然后建立了基于混沌粒子群算法的样条微分平滑算法;最后给出了典型情况下的仿真结果。仿真结果表明:该方法可以有效减小随机误差和截断误差的影响,提高含特征点飞行器轨道速度参数计算精度。     

电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟

针对电磁轨道发射器动态发射过程的数值模拟问题,基于矢量磁位A和时间积分标量电位V,采用节点单元法,并选择运动坐标系描述运动问题,推导出动态发射下的电磁轨道发射器三维涡流场有限元离散方程。结合温度场控制方程,建立电磁轨道发射器的三维电磁-温度耦合有限元模型。针对一个电磁轨道发射器动态发射问题,对模型进行数值模拟,得到了动态发射下轨道及电枢的温度场分布特点及发射器电感梯度随时间的变化规律。计算结果表明,模型计算出的脉冲电流峰值、出口电流大小、出口速度等参数均与试验结果吻合较好,验证了所开发的有限元程序代码的正确性。     

用捷联惯性测量组合确定宇宙飞行器空间位置的计算方法

应用捷联惯性测量组合,确定宇宙飞行器空间位置的计算方法。 捷联惯导系统的发展,引起了我们对计算技术和确定宇宙飞行器空间位置计算方法更大的注意[1]。在这方面,首先要考虑应用四元数（K_BaTEPHNOH）,方向余弦和固有欧拉方程的可能性。因为完全再现飞行条件是非常困难的,所以根据数字模拟结果所得的方法多半都是《经验》公式,虽然在文献[2]中所作的解析和试验结果肯定了四元数的应用,但是在捷联惯导系统中对算法阶数和重复速度的选择问题,仍是一个有待解决的问题,对于宇宙飞行器的导航系统特性来讲,更是如此。