利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。     

地球静止轨道卫星系统兼容性多维度分析方法

针对地球静止轨道(Geostationary Satellite Orbit, GSO)卫星系统间的兼容性分析,设计了单波束和多波束GSO卫星系统间的上行及下行干扰场景,并在卫星的轨位、系统链路可用度及干扰系统地球站选址等多维度对GSO卫星系统间的干扰进行了评估,提出了不同轨位间隔条件下满足国际电信联盟干扰协调限值的干扰系统地球站最近选址的建议,细化了各维度研究上的颗粒度,在不同维度间进行横向对比,分析了GSO卫星系统在不同维度下的干扰变化特性曲线和各维度对干扰分析结果的影响程度。在系统链路可用度一定的条件下,两个卫星系统的轨位间隔>2°时,干扰数值变化缓慢;轨位间隔≤2°时,干扰数值变化较快;轨位间隔≤0.1°时,干扰数值急剧上升。以国际电信联盟实际登记的CHNSAT-81.5和INSAT-KA82.5E卫星的网络资料为例,将计算得到的GSO系统波束间的干扰噪声比、载波干扰比与Visualyse软件结果进行验证对比,结果误差保持在0.7 dB范围内,证明该方法具有有效的评估性能。     

三维管理信息系统的摄像机控制分析与改进

在基于三维场景的管理信息系统中,摄像机作为人机交互的媒体直接决定场景对于管理人员的可视效果。针对全景摄像机控制方式选取问题,从位置和方向两个方面进行分析,提出了全景摄像机控制的两种改进方法。采用V irtools进行程序设计,通过实验测试表明,采用改进后的摄像机控制方法避免了操作人员对地形全貌观察的烦琐键盘操作,降低了对硬件性能配置的要求,增强了场景对于用户的可视效果,提高了管理工作效率。     

日-地(月)系拉格朗日L1点及晕(Halo)轨道应用

日-地(月)系统拉格朗日L1点及L1点附近的晕(Halo)轨道在"夸父"工程中有重要的应用价值,可用于对太阳实施持续观测.利用数值分析方法,找到了日-地(月)-探测器三者构成的圆限制性三体问题中L1点附近的周期晕(Halo)轨道,分析了轨道的特性.研究结果对"夸父"工程中的目标轨道设计有一定的参考价值.     

柱面上动力系统的浑沌与次谐波

研究柱面上一类微分方程在不同扰动下的动力学行为。应用Melnikov方法确定出系统产生浑沌及次谐波分枝、超次谐波分枝的某些充分条件,并讨论了从分枝进入浑沌的途径。     

考虑J2项摄动的卫星编队飞行

针对参考卫星运行于圆轨道的编队飞行,分析了J2项摄动的影响.在此基础上提出了一种方法,通过调整环绕卫星的半长轴,大大减小了J2项摄动对编队飞行的破坏作用.此外,基于冲量假设估计了编队保持的代价.数值结果表明,调整长半轴的卫星编队可以长期保持,节省了大量的控制燃料.     

经典 f 、g 级数的修正法

文中对开普勒轨道方程中的经典f、g 级数进行修正,使其适用于考虑主要带谐项的摄动情形,克服了f、g 级数仅用于开普勒轨道短弧段的限制。公式的推导借助计算机完成。使用此方法所得结果与使用数值积分方法所得结果比较:该方法速度快、精度高、可直接得到连续的状态。该方法简洁有效,在航天导航和制导领域具有很大实用价值。     

低地球轨道卫星网络节能方法

通常卫星的唯一能源来源是太阳能,因此星上网络设备的能源供应问题比地面网络的更加严峻。通过修改和扩展链路容量受限的最小代价多商品流模型来适应卫星网络这一特殊的体系结构,并基于低轨道卫星网络的多重覆盖机制和流量分布模型,改进现有的启发式算法来关闭冗余的卫星节点、星地链路和星间链路。在满足链路利用率和路由跳数增加比例约束的条件下,仿真实验中关闭上述三种参数的比例分别可达59%、61%和72%,卫星网络的总体节能比例可达65%。     

有限数量机载雷达目标覆盖价值算法

针对有限数量机载雷达目标覆盖价值问题,建立了机载雷达载机待选轨道中心点(COCP)概念;分析了COCP和目标点之间的关系,给出了有限数量机载雷达目标覆盖价值问题的数学模型。通过分析有限规模COCP集合的方法,建立了多个机载雷达部署约束条件的数学模型。通过对COCP集合和目标点集合进行约束排除和聚类,简化了研究问题。总结出了有限数量机载雷达目标覆盖价值数学模型的最优解和启发式次优解,实例仿真结果表明该模型和算法的有效性。     

高级在轨系统的自相似业务量预测链路优化模型

在AOS高级在轨系统链路协议的基础上,分析了具有自相似特性的业务流量,提出了一种基于FARIMA模型的自相似预测的链路优化模型。该预测模型基于分数阶统计理论,在估计赫斯特参数的基础上,根据不同的时间粒度,提前预测突发业务量的到来,从而降低了网络丢包率。仿真表明模型在20点预测内具有较好拟合性,在一定置信区间下具有较好的预测成功概率和较低的虚警概率,同时使网络丢包率大幅下降。