新型空间碎片清除平台发射诸元确定及仿真

对现有空间碎片主动清除技术进行分析,提出基于轻气炮载荷的GEO轨道空间碎片清除平台清除过程涉及的解固定速度增量拦截发射诸元问题。利用线性Hill的分析解建立命中方程组,将解非线性方程组问题转化为最优化问题,利用Matlab工具箱得到高精度的全局最优解。通过Matlab与STK互联进行了仿真验证,并对脱靶量的产生进行了分析,为新型空间碎片清除平台的可靠性提供了有力的理论支撑。     

基于雷达波束篱笆的空间碎片数量的置信区间估计

针对雷达波束篱笆空间碎片探测模式,提出了一种估计碎片数量置信区间的方法.对于给定的轨道高度范围,将轨道倾角和雷达散射截面足够大的碎片是否真正穿越波束篱笆这一事件用(0-1)分布来建模,根据所获取的轨道高度数据,得到该轨道高度范围内碎片穿越波束篱笆的平均概率,进而采用中心极限定理估计出该范围内碎片总数量的置信区间.仿真实验验证了方法的有效性.     

空间碎片碰撞风险评估模型及其应用

以现有的空间碎片环境模型为基础,建立了一套空间碎片风险评估模型。该模型包括空间碎片环境、航天器有限元建模、几何遮挡处理以及碰撞概率计算四个模块。为了验证风险评估模型的精度及有效性,针对机构间空间碎片协调委员会指定的三种标准工况,将该计算结果与国内外已有的风险评估模型的计算结果进行比较,验证了风险评估模型的正确性。利用开发的风险评估模型,对立方体航天器遭遇空间碎片碰撞风险进行仿真评估与分析,给出了轨道高度、倾角以及航天器自身的姿态参数对航天器遭遇空间碎片碰撞风险的影响特性。     

导弹装配角误差传播建模研究

装配过程的误差建模是分析装配精度的重要手段之一。通过分析影响导弹装配结果的尺寸和形位精度、装夹定位精度,将装配误差源分为工装装夹精度和产品制造精度2类,不同形式的误差通过虚拟夹具的概念进行统一表达,基于误差流理论对导弹装配建立误差传播的状态空间模型,求出该过程的状态空间表达式,应用该模型对装配过程中的角误差进行分析。将分析得到的结果同蒙特卡罗仿真的结果进行比较,2种方法的相对误差小于3%,说明该方法可行。该方法的优势在于可分析复杂装配过程,还可对各工序装配效果进行观测及向后分析。     

应用地面电磁发射清除空间碎片方法

针对传统化学发射的空间碎片清除技术成本过高、难以实施的问题,提出应用地基电磁发射方式的空间碎片清除新方法。通过地面电磁发射的方式以低成本将射弹运送至空间,并通过释放空间微粒云团控制空间碎片离轨,进而实现对空间碎片的清除。由于取消使用占绝大部分成本的化学推进剂,所提出的应用地基电磁发射的空间碎片清除技术为空间碎片低成本清除提供了有效解决途径。     

空间碎片天基主动清除技术发展现状及趋势

随着国内外航天发射任务逐年增多,大量在轨滞留的失效航天器将成为未来空间资源有效利用所面临的一个严峻挑战。空间碎片天基主动清除技术是从根源上对空间资源化利用与安全处置的措施,将提升和加强近地空间的可持续循环利用。本文明晰了空间碎片天基主动清除的概念,分析了空间碎片天基主动清除技术的发展历程,提出了其发展过程中面临的非合作目标相对导航、协调控制和捕获方式及装置等主要问题,为我国空间碎片天基主动清除技术的发展提出了有益参考。     

空间飞行器主动段的轨道估计与误差分析

为了对无源探测卫星系统的定轨方式和精度进行定量分析,通过坐标转换、受力分析、拟合、最小二乘法、微分方程数值解法与误差分析等方法,建立了基于卫星无源探测的空间飞行器在主动段的交汇定位优化模型和运动方程模型。基于模拟数据和模型,给出了卫星和空间飞行器的轨道曲线以及卫星的系统误差。经过系统误差修正,空间飞行器的估计轨道误差仅为7.582 1 m。     

2013—2015年BDS空间信号测距误差的精度评估

基于武汉大学发布的精密星历，计算2013年1月至2015年9月北斗广播星历的轨道、钟差和空间信号测距误差，并对其进行统计分析评估。结果表明：北斗卫星的径向精度总体上优于0.7 m、法向精度总体上优于1.4 m，且无明显的长期变化趋势；在切向精度上，倾斜地球同步轨道和中轨道优于2.1 m，高轨道的切向精度已从14 m左右提升至8 m左右；北斗高轨道、倾斜地球同步轨道、中轨道的钟差精度分别为6.3 ns, 4.7 ns, 4.3 ns；所有卫星的钟差精度总体上优于6 ns；所有卫星的空间信号误差精度总体上优于2 m，从长期来看，中轨道卫星的空间信号误差精度较为稳定；倾斜地球同步轨道和高轨道卫星的空间信号误差精度存在一定的波动。     

空间碎片碰撞预警系统设计

为评估航天遭遇空间碎片碰撞的概率,设计了空间碎片碰撞预警系统的总体结构,建立了空间碎片数据库。针对航天器和空间碎片最接近时刻的确定及航天器位置误差协方差矩阵计算问题,基于成熟的SGP4和HPOP程序模块,提出了一种新的工程实现方法。在分析现有碰撞概率计算方法的基础上,先利用多种筛选方法剔除无威胁碎片以提高计算速度,再精确计算碰撞概率。充分利用现有程序集,结合多种编程技术,缩短了系统开发周期,并实现了系统的可视化。     

1999-025A卫星相撞解体碎片演化及其影响研究

1999-025A卫星解体事件为研究空间碎片演化规律提供了重要数据。对1999-025A卫星解体碎片的演化过程和分布特征进行了研究,分析了造成这些特征的原因。从碎片轨道分布和轨道寿命2方面探讨了1999-025A卫星解体碎片对近地空间环境的影响。研究表明:1999-025A卫星解体碎片具有数目多、面质比大、轨道分布广和轨道寿命长等特点。     

地基激光辐照空间碎片降轨模型研究

针对激光空间碎片主动清除问题,研究了地基脉冲激光清除空间碎片的基本原理,分析了速度增量作用位置对降轨效果的影响,在此基础上建立了空间碎片降轨模型,通过案例仿真计算验证了模型的合理性。研究结果对地基激光空间碎片清除有一定的借鉴意义。     

空间非合作目标捕获方法综述

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目标进行了深入研究,并提出了多种捕获方法,取得了较大的进展。对非合作目标进行分类,基于现有的捕获方法介绍了国内外非合作目标捕获技术发展的最新状况,总结了原理方案,分析了捕获方法和关键技术,为我国后续开展相关研究提供了一种研究思路。     

基于直接算法的合成孔径雷达干涉测量几何精度分析

直接将绝对相位差引入距离方程和多普勒方程答解地面点坐标,称为合成孔径雷达干涉测量直接算法。利用引入含有合理误差的模拟InSAR像坐标、绝对相位差和相应的轨道参数作为起算数据,求得含有误差的地面点坐标,实现了InSAR直接算法的几何精度分析。为了把基线长度和姿态的误差引入轨道空间位置,提出了相应的数学模型。计算结果表明,直接算法与经典算法精度基本相同。     

某型舰炮榴弹增程设计研究

针对某型舰炮射程较近、口径较小和设计空间小等特点，提出增程设计原则，分析各种增程方法在该种弹药远程化应用中的适用性，指出“改善弹形＋底排增程”的复合增程方法适合于该类弹药的增程设计。分析增程设计中的技术难点，从尺寸链设计、底排装置结构设计和弹体结构调整3个方面提出远程弹设计方案，并进行多次试验研究。试验结果表明，该设计方案增程效果明显，且射击精度有一定提高。     

激光辐照半球体碎片运动特性分析

激光辐照空间半球体碎片时,激光与碎片表面物质相互作用,使得碎片获得速度增量和角速度增量。基于激光辐照下反喷冲量计算模型,建立了不规则形状碎片平动/转动的速度增量/角速度增量的分析模型,对半球体碎片的激光辐照效应进行了分析,得到了速度增量和角速度增量的变化规律,为激光清除半球形空间碎片提供了分析依据和方法。     

空间碎片的雷达探测--技术与趋势

为应对来自太空的威胁,对包括空间碎片在内的所有空间目标进行全面监测不可或缺.在给出空间碎片雷达探测国内外研究现状的基础上,从基于跟踪模式的大尺寸碎片编目和基于波束驻留(beam-park)模式的中小尺寸碎片统计采样2方面综述了空间碎片的雷达探测技术,并分析了其存在的问题与未来的发展趋势.     

弹道导弹中段拦截产生的空间碎片影响分析

针对弹道导弹中段拦截产生的空间碎片可能对在轨航天器的影响进行了分析,弹道导弹中段拦截产生的空间碎片的质量、速度和运行时间都很有限,本质上为亚轨道残骸,不会对在轨航天器造成重大影响,对在轨航天器的威胁主要来自流星和以往空间任务产生的轨道残骸.     

基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法

由于卫星轨道测量数据中含有非线性误差,使用传统的最小二乘多项式拟合方法对其进行预处理必然会降低定轨精度.在半参数回归模型的基础上,应用小波阈值去噪算法估计并消除观测数据中存在的非线性误差,提出了基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法,以提高数据预处理的精度.对某卫星USB跟踪数据应用该方法进行了仿真,仿真结果表明:该方法可以分离出观测数据中的白噪声和非线性误差,从而可以在观测数据中消除非线性误差的影响,提高数据预处理的精度.     

交叉相关ISAR快速包络对齐方法

逆合成孔径雷达成像(ISAR)的第1步是运动补偿,而包络对齐是运动补偿的第一步,决定了ISAR系统相位补偿,方位向定标等后续处理的精度,因此对于运动补偿非常关键。现有的包络对齐方法,大都基于相邻包络的相关法,容易产生漂移误差,突跳误差和积累误差,影响包络对齐的精度。分析了这3种误差出现的原因,提出了采用交叉相关的包络对齐方法,该方法在不增加运算量的情况下,消除了这3种误差,仿真实验证明了该方法简单有效适合工程应用。     

交叉相关ISAR快速包络对齐方法北大核心

逆合成孔径雷达成像(ISAR)的第1步是运动补偿,而包络对齐是运动补偿的第一步,决定了ISAR系统相位补偿,方位向定标等后续处理的精度,因此对于运动补偿非常关键。现有的包络对齐方法,大都基于相邻包络的相关法,容易产生漂移误差,突跳误差和积累误差,影响包络对齐的精度。分析了这3种误差出现的原因,提出了采用交叉相关的包络对齐方法,该方法在不增加运算量的情况下,消除了这3种误差,仿真实验证明了该方法简单有效适合工程应用。