基于珠式模型的绳系卫星安全交会过程建模与仿真

安全交会是绳系卫星空间应用的一个重要拓展。为满足安全交会的高精度需求,考虑重力、拉力和阻尼力的作用建立了绳系卫星系统三维珠式模型。讨论并选择了一种匀速-匀减速展开策略,推导得到平衡位置零相对速度条件下的安全交会末端约束,在此基础上基于反馈线性化基本原理设计了一种子星喷气推力的安全交会控制律。数值仿真基于低轨道和地球同步轨道条件来进行,4个算例的仿真结果验证了珠式模型条件下,匀速-匀减速展开策略及反馈线性化交会控制律的理论可行性,且交会控制力需求表现为同步轨道低于低轨。该方法可为绳系卫星精确交会技术提供一定参考。     

考虑弹体动态特性的非奇异有限时间制导律

为满足导弹拦截机动目标时交会角约束和有限时间收敛的需求,建立了考虑弹体一阶动态特性的制导模型。把目标加速度视为有界外界干扰,同时结合非线性反步设计法中的动态面法,设计一种考虑弹体动态延迟的非奇异滑模制导律,并且证明了基于Lyapunov稳定性理论制导系统状态可渐进收敛到零。在所设计的制导律下,对单侧机动的低空高速目标进行仿真。仿真结果表明所设计的非奇异制导律可以有效降低弹体动态延迟带来的影响,而且具有较低的脱靶量与交会角误差;与考虑弹体动态特性和交会角约束的最优导引律相比,其具有更高的制导精度。     

舰船电子侦察装备无源定位最优化研究

本文研究了驱护舰编队海上作战保障中侦察雷达测向交叉定位系统中的交会角问题。主要从测向线交会角着手,运用矩阵理论和最小均方误差估计法确定目标的理想定位精度,得出了满足一定定位精度的几何稀释(GDOP)要求的交会角范围,并给出了GDOP与双舰侦察雷达方位角以及与交会角之间的关系曲线图,同时给出了整个探测区域内的GDOP分布图。该问题的研究对于编队作战中舰船电子侦察装备的使用具有重要的参考价值和现实军事意义。     

航天器近距离交会斜滑制导算法

提出了满足测量视场、最小脉冲间隔、最大脉冲受限等约束的燃料最省的航天器近距离交会多脉冲斜滑制导算法.建立了近距离交会(接近和撤离)多脉冲斜滑制导算法的统一数学模型;提出了理想交会轨道距离和速率的指数函数变化关系,使得算法能够实现任意时间的近距离交会,同时满足接近操作减速和撤离过程加速的任务要求;设计了对数函数映射法进行脉冲寻优.最后通过接近段和撤离段的操作仿真算例进行验证,仿真结果表明,相比最优化方法,对数函数映射法以较小的计算量实现了较好的寻优效果;算法能够以较省的燃料消耗实现轨道面内任意方向、任意时间内满足约束的近距离交会.     

高炮随动系统性能测量算法

针对火炮调炮精度检测中存在的不足, 提出了一种基于双目立体视觉的三重交会测量方法,在炮身管上附加球状标志物,利用CCD摄像机获取标志物图像,通过标志物成像的几何投影关系计算球心的三维坐标.为了降低图像识别误差的影响,对投影的识别位置进行拓展和细化,并对球心投影边界进行插值,摄像机光心与插值点连线射线形成了一个锥体,两摄像机的锥体分别与炮台球面相交形成曲面,计算两曲面公共部分的形心,即为球心位置.通过确定球心位置,对炮身管的高低角、方位角进行计算,从而检测火炮调炮的性能.实验证明,该算法简单、快速,具有较高的精度.     

利用动态规划原理实现多冲量最优交会问题

多冲量最优交会问题是航天领域非常重要的一个研究方向,从运筹学角度将此问题转化为一个多阶段多维动态规划问题,并着重对多阶段二维动态规划进行分析研究。在给出状态方程及指标函数递推公式的基础上,得到了两冲量和三冲量交会问题最优解的求解算法,之后分别通过实例验证了算法的有效性。对于以地心角等参数为决策变量的更高维问题,讨论了利用进化算法等降维方法实现多维动态规划的思想。     

近地一次环月两次交会的载人登月任务规划

针对近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行阶段多、周期长、约束复杂,导致各阶段飞行窗口与轨道衔接匹配复杂的难题,提出分层分解、正逆向结合的全任务标称飞行窗口与轨道衔接设计策略。介绍近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行模式特点和应用前景,假定任务基本需求与工程约束,仿真验证所提方法的有效性,可以快速规划出近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行轨道与窗口。     

双经纬仪异面交会目标点的空间位置估计

针对双经纬仪异面交会中目标点并不一定正好在公垂线上的问题,提出了在公垂线附近的空间区域上估计目标点位置的方法。该空间区域为以公垂线为对角线,各边分别平行于双经纬仪测量坐标系三轴的长方体空间区域。在目标点位置估计时考虑到经纬仪高低角与水平角测角精度的不同,以及目标点与经纬仪之间距离对空间点坐标精度的影响。采用蒙特卡洛方法模拟结果表明:新方法的目标点空间位置估计精度不亚于传统公垂线法,在特定情况下甚至能提高5%以上。模拟结果验证了新方法的可行性和有效性。     

遥操作交会对接轨道共享控制策略

由于时延和测量、控制偏差的影响,环月轨道遥操作交会对接最终平移段的轨道控制面临诸多问题。针对这些问题,对遥操作交会对接共享控制策略进行研究。运用相对轨道动力学方程构造遥操作交会对接的数学模型,在此基础上推导时延条件下的预显示模型。在考虑可控边界的条件下构造对接安全走廊,提出基于改进人工势场的自控方法,势场函数将航天器与安全走廊的相对距离和逼近速度作为参考量。结合操纵人员的手动控制操作特性,推导共享控制的权重系数,形成共享控制策略。在九自由度遥操作交会对接半实物仿真平台开展仿真试验。仿真结果表明:相比于采用自动控制和手动控制方式而言,共享控制方式能有效克服时延的影响,显著提高环月轨道交会任务对接精度和成功率,改善环月轨道遥操作交会对接控制性能。     

坚持走自强求实创新的发展之路

"——自强是基础——求实是精髓——创新是灵魂"北京时间6月26日8时7分许,搭乘3名中国航天员的神舟十号载人飞船返回舱顺利着陆,天宫一号与神舟十号载人飞行任务取得成功。从6月11日发射升空,15天的太空飞行中,"神十"飞行乘组3名航天员圆满完成进驻天宫一号、飞船与天宫一号自动和手控交会对接、中国首次太空授课、中国首次航天器绕飞交会试验以及航天医学实验、技术试验等一系列太空活动,为载人航天的十全十美划上了句号。6月10日,搭载于母船"向阳红09"的"蛟龙"号载人深潜器驶向南海及北太平洋,开启首个应用之旅。二十年间,载人航天工程完美演绎了航天梦的乐章,将中国梦的交响烘托得厚重而高亢。航天梦成为中国梦的缩影,中国梦是放大的航天梦,民族复兴