中国空间科学技术

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基于逆多项式轨迹成形法的小推力轨道设计

程兴, 史晓宁, 崔乃刚

2011 (6): 1-7. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.001 

摘要 ( 1936 )

PDF(389KB) ( 1904 )

轨迹成形法是一种基于反向设计思想的轨道设计方法，它假设待研究的轨道呈现某一形状，利用数学曲线进行逼近从而得到设计结果。逆多项式轨迹成形法为小推力地球转移轨道设计和数值求解最优轨迹过程中初值的选取提供了新的研究思路。首先结合轨道动力学方程和逆多项式曲线模型给出了轨迹成形法的设计过程，并在考虑时间约束的情况下对小推力转移轨道进行设计。仿真结果表明逆多项式轨迹成形法适宜于小推力转移轨道设计，并且其设计结果是一组近优解，可以作为求取精确最优轨迹的初值猜测。

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雷达测量误差模型的容错检验算法

胡绍林, 余慧, 王晓峰, 楼琳

2011 (6): 8-14. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.002

摘要 ( 2053 )

PDF(450KB) ( 1345 )

空间飞行器导航定位的精度及可靠性很大程度上取决于雷达误差修正模型准确与否。以脉冲雷达为研究对象，采用统计假设检验理论，对雷达测量数据有无野值等不同情形，分别建立了误差模型拟合优度F 检验与容错F-检验、模型分量显著性T-检验和容错T-检验算法,并且利用雷达跟踪飞行器的实测数据对算法进行了验证。结果显示，模型拟合优度检验与模型分量显著性检验等系列算法具有良好的容错性和适应性，可用于诊断雷达误差模型是否正确有效。

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航天器相对姿态跟踪的非线性前馈控制

铁钰嘉, 杨伟, 岳晓奎

2011 (6): 15-20. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.003

摘要 ( 2001 )

PDF(269KB) ( 1852 )

针对航天器相对姿态跟踪过程中严重的非线性及控制器设计的复杂性，建立了基于修正罗德里格斯参数的航天器相对姿态运动学和动力学方程并根据Lyapunov直接法设计了非线性前馈控制律。设计的控制律不仅保证闭环系统稳定，还使得航天器相对姿态跟踪误差快速收敛到零点邻域内。通过在Matlab/Simulink环境下对航天器相对姿态跟踪进行数值仿真，验证了建立模型和设计控制律的有效性。

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绕地轨道运动地面物理试验的建模与分析

李昊阳, 佘志坤, 薛白

2011 (6): 21-26. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.0014

摘要 ( 2009 )

PDF(384KB) ( 1661 )

基于对地面物理试验系统的受力分析建立了数学模型，定性定量地分析了液体阻力、模拟万有引力及推力对运动轨迹的影响。首先，根据椭圆轨道摄动方程组导出了推力、液体阻力、模拟万有引力同时存在时地面物理试验的数学模型；然后，通过理论分析定性定量地给出了推力偏差和模拟万有引力偏差对轨道的影响程度；最后，通过大量的数值模拟验证了理论分析的结果。

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月球精确软着陆最优标称轨迹在轨制导方法

梁栋, 刘良栋, 何英姿

2011 (6): 27-35. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.005

摘要 ( 2164 )

PDF(488KB) ( 1406 )

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆（PPL），且满足燃耗最优性要求，基于提出的LIDAR目标点在轨自主选定的月球精确软着陆方案，对月球PPL最优标称轨迹在轨快速规划制导方法进行研究。首先针对月球PPL三维球体非线性轨道动力学模型，采用Legendre Gauss Lobatto伪光谱方法将轨迹优化的最优控制问题转化为非线性规划问题（NLP），再利用SQP优化算法求解月球PPL最优标称轨迹，最后通过遗传算法对优化结果进行验证，并提出应用遗传算法提供SQP在轨规划初值数据库的方案。仿真结果表明了最优标称轨迹在轨规划方法的快速性和有效性。

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对接口匹配的航天器双主动最优交会研究

何兆伟, 师鹏, 葛冰, 赵育善

2011 (6): 36-42. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.006

摘要 ( 1994 )

PDF(364KB) ( 1554 )

研究了两航天器协同轨道机动（双主动）完成近距离交会任务的最优控制问题。在考虑航天器姿态变化、对接口位置及路径约束的情况下，构建了完整的6自由度、26状态的双主动最优交会数学模型。利用高斯伪谱法分别将燃料总消耗最少和交会时间最短两种最优问题离散为大型非线性规划问题，而后应用SNOPT软件包进行了求解。在此基础上通过大量数值计算分析总结了不同初始参数对最小燃料消耗和最短交会时间的影响规律，并与主被动交会形式进行了对比。结果表明，当两航天器质量接近时，双主动交会通常可明显减少燃料消耗，或缩短交会时间；而当质量差距较大时，双主动最优交会逐渐退化为主被动最优交会。

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采样式航天光学遥感成像系统混叠噪声

姜伟, 陈世平

2011 (6): 43-49. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.007

摘要 ( 1956 )

PDF(413KB) ( 1117 )

为了准确计算采样式航天光学遥感成像系统中混叠噪声的权重和分析系统设计参数的影响，采用经验景物模型，模拟成像系统主要噪声源的统计特性，提出了一种含混叠的成像系统噪声计算模型。采用该模型，以某卫星高分辨率相机成像系统为例，计算混叠噪声功率占总噪声功率的百分比，并对不同λF/p参数和不同景物参数的情况进行了仿真。结果表明：该卫星高分辨率相机成像系统中，混叠噪声占较大比重；当提高λF/p时，可有效降低混叠噪声。

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具有广泛适用性的AOS虚拟信道调度算法

田野, 那鑫, 高晓玲, 刘庆利

2011 (6): 50-57. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.008

摘要 ( 1929 )

PDF(502KB) ( 1204 )

针对现有的基于虚拟信道紧迫度的动态调度算法的不足，提出了一种新的高级在轨系统虚拟信道动态调度算法。该算法首先估算虚拟信道的紧迫度和数据帧的紧迫度，然后用加权系数将二者结合起来构造成一个全新的虚拟信道传送紧迫度函数，再根据该函数的值进行判决调度。对于高级在轨系统中不同速率、不同性质、不同类型的星上数据源，该算法均可通过选择合适的加权系数灵活地分配传输时隙，保证各用户合理、动态地占用物理信道，满足对数据的传输时延要求，因此具有广泛的适用性。理论分析和仿真结果表明，本文提出的算法比基于虚拟信道紧迫度的动态调度算法具有更好的性能

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正交频分复用系统中一种抗多径衰落的联合时频同步算法

刘程贞, 金蓬嘉, 吴学英

2011 (6): 58-64. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.009

摘要 ( 1934 )

PDF(403KB) ( 1234 )

在正交频分复用（Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）通信系统中提出了一种基于新颖训练序列的同步算法。该训练序列只使用了一个OFDM符号,并且具有中心对称和前后部分一致的双重结构。在进行完粗定时同步和小数倍频率同步后，使用逆快速傅里叶变换（IFFT）运算来进行精确的联合信道路径定时和整数倍频偏估计。IFFT运算使得算法复杂度得到较大简化并且估计速度增快。在精定时同步阶段，提出了信干比最大的准则来估计最佳定时位置，这一准则使得定时估计的精度更高。试验仿真表明：提出的同步算法比传统的同步算法在抗多径衰落和伪多径方面具有更加优越的性能。

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负压式平板型环路热管试验

陈彬彬, 刘伟, 刘志春, 李欢, 杨金国

2011 (6): 65-72. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.010

摘要 ( 1834 )

PDF(499KB) ( 1727 )

为解决高热流密度电子器件的散热问题，设计了一套负压式铜甲醇环路热管，其蒸发器设计成平板型。研究表明，该平板型环路热管具有较高的散热能力，能够在无重力姿态和重力姿态下顺利启动。当重力倾角分别为0°、18°和30°，热负荷为160W时，蒸发器壁面温度分别达到85.8℃、66.3℃和64.6℃。按照环路热管启动状态，其启动过程可分为3个阶段：加热阶段、预启动阶段和后启动阶段。在低热负荷区域，环路热管会出现温度波动现象。增大重力倾角，有利于降低蒸发器壁面温度和热阻。当重力倾角为30°，热负荷从10W递增到160W时，环路热管的热阻从4.97℃/W降低到0.39℃/W。

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基于里兹法的绳系卫星动力学仿真

冯杰, 鲜勇, 雷刚

2011 (6): 73-80. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2011.06.011

摘要 ( 1884 )

PDF(489KB) ( 1221 )

同时考虑系绳质量、弹性、形变等因素的绳系卫星系统动力学仿真是复杂的非线性偏微分方程求解问题。为便于构造连续型模态函数，采用了基于牛顿定理及广义胡克定律建立的绳系卫星系统动力学模型。基于里兹法将位移函数构造为模态函数与待求系数的线性组合，进而将原本复杂的非线性偏微分方程转化为较常见的非线性常微分方程。仿真算例基于绳系系统从稳定平衡位置及面外角5°自由展开来进行，数值仿真印证了绳系系统的基本动力学特性，同时发现系绳自由展开及摆动过程中有微弱弯曲现象且计算效率不够高。

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