中国空间科学技术

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基于B平面的火星探测直接转移轨道设计方法

赵国强, 宝音贺西, 李俊峰

2012 (1): 1-7. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.001

摘要 ( 2142 )

PDF(392KB) ( 1619 )

将轨道设计转化为常微分方程两点边值(TPBVP)问题,采用微分修正法求解该边值问题。将B平面概念同时应用于地球和火星，借助B平面与双曲线轨道的几何关系解析地给出了两点边值问题的边界条件的建立方法，理论上说明了火星探测直接转移轨道存在4组解的原因，同时提出了控制探测器到达相对火星双曲线轨道近火点时刻的准确参数表示方法。最终给出仿真算例，将轨道设计结果代入STK，结果合理。

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多星联合任务规划方法

王智勇, 王永强, 王钧, 李军, 吴秋云

2012 (1): 8-14. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.002

摘要 ( 2051 )

PDF(514KB) ( 1601 )

针对多星对地观测系统联合任务规划问题，考虑卫星载荷具备连续侧摆能力和多种数据压缩模式的新特点，构建了多星联合任务规划模型，在此基础上设计多星联合任务规划和数传调度算法框架，实现了卫星连续侧摆成像规划算法和基于任务优先级的数传任务调度算法，最后采用实际算例进行试验，结果表明文章提出的多星联合任务规划方法能在提高完成任务数量的同时降低卫星资源消耗，满足实际应用需求。

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角速率输入条件下圆锥误差补偿算法

段广仁, 张泽, 孙勇

2012 (1): 15-20. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.003

摘要 ( 2231 )

PDF(351KB) ( 2610 )

针对捷联惯导系统中利用角速率拟合角增量进行圆锥误差补偿精度下降和实时性变差的问题，提出了一种直接利用陀螺的角速率输出进行圆锥误差补偿的算法，利用角速率的叉乘项来拟合圆锥误差补偿项，并推导了四子样圆锥误差补偿算法的具体表达形式，并从本质上阐述了圆锥误差的存在机理。在典型圆锥运动条件下通过对所提算法的仿真并和理论解析解的做差比较，验证了所提算法的可行性和有效性。

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无反馈多级式多传感器组合导航系统

林雪原

2012 (1): 21-26. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.004

摘要 ( 2108 )

PDF(330KB) ( 1693 )

传统的多传感器组合导航系统大都采用集中式、分布式与混合式信息融合方法，而多级式信息融合算法是上述3种算法的发展，可完成高层次空间融合。文章首先研究了基于无反馈信息的多传感器组合导航系统的多级式信息融合算法，然后理论分析证明该算法与无反馈形式的联邦卡尔曼滤波算法等价，最后以SINS/GPS/ SST/高度表多组合导航系统为例，对上述算法及结论进行了仿真与验证。

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基于RBF带学习能力高精度非线性FDD设计

王征, 李言俊, 孙小炜

2012 (1): 27-35. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.005

摘要 ( 1903 )

PDF(437KB) ( 1831 )

在轨航天器故障检测与诊断问题需要面对模型的非线性，而且要求尽量提高其检测的精度，为此设计了基于径向基函数（RBF）神经网络的动量轮非线性故障检测与诊断（FDD）方案。首先应用RBF补偿建模误差，提高检测精度，并选择李雅普诺夫函数证明其收敛性；然后应用非线性观测器来产生故障残差，给出了阈值以及故障检测的时间；应用RBF网络对故障信号进行重构，并据此设计了带学习能力的FDD策略。再次建立了详细的动量轮模型，通过不同条件下的仿真研究分别验证残差的阈值特性、时间特性以及RBF的重构能力，仿真结果表明了算法的有效性。

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基于CAN总线的虚拟化以太网接口设计和实现

董绍进, 刘波, 虞万荣, 赵宝康

2012 (1): 36-42. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.006

摘要 ( 1914 )

PDF(350KB) ( 1735 )

针对卫星载荷间基于控制器局域网（CAN）总线的IP通信，提出了一种CAN接口虚拟化机制，称为IPoverCAN。通过IP地址和CAN地址映射、IP报文分片/重组和多路缓冲队列管理等机制，将CAN接口抽象为虚拟的标准以太网接口。试验结果表明，IPoverCAN机制实现了CAN数据帧和IP报文之间的实时高效转换，可用于卫星载荷间通信等对设备质量和体积敏感的领域。

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移动多媒体广播SOFDM系统4M新传输模式

杨童

2012 (1): 43-50. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.007

摘要 ( 1854 )

PDF(513KB) ( 1651 )

借鉴欧洲DVB-H标准对OFDM系统研究新的4k传输模式这一思想，在中国移动多媒体广播SOFDM系统现有的8M和2M传输模式的基础上，提出并设计了一种新的传输模式——4M模式。理论研究表明，4M模式比2M模式具有更高的数据传输率，比8M模式具有更高的频谱利用率，为中国移动多媒体广播SOFDM信道传输体制的拓展与完善问题探索出了一条通用的技术途径。仿真分析表明，4M模式的导频和数据子载波分布合理，信道传输误码性能整体优于欧洲同类标准4k模式。

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离散拓扑业务模型中多媒体LEO网络性能分析

蒋文娟, 宗鹏

2012 (1): 51-59. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.008

摘要 ( 2248 )

PDF(563KB) ( 1547 )

针对快速发展的多媒体卫星网络，提出一种新的低地球轨道卫星网络性能的定量研究模型。该模型考虑了星座动态拓扑变化和全球业务需求变化的复杂特点，建立了离散时间下的业务和拓扑映射关系；依据马尔科夫过程理论和卫星链路带宽约束条件，对实时和非实时两种类型业务采用概率分析方法，推导出定量计算阻塞概率、排队时延等网络性能参数的公式。大量仿真结果表明理论分析方法的正确性和有效性。该研究方法可用于多媒体低地球轨道卫星网络QoS路由管理和资源分配设计的参考。

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考虑人及组织因素的航天工程项目风险分析模型

孟华, 麦强, 安实

2012 (1): 60-65. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.009

摘要 ( 1988 )

PDF(384KB) ( 1311 )

针对人及组织因素是造成航天工程项目风险的重要原因，在揭示了人及组织因素产生航天工程项目风险的机理基础上，构建了考虑人及组织因素的航天工程项目风险分析模型。模型首先评价人及组织因素对航天工程元器件建造工作质量的影响，接着测度工作质量与不同缺陷类型之间的一致性概率，并应用Poisson分布计算缺陷严重性，最后根据贝叶斯定理对元器件先验失效率进行修正,通过一个经过数据处理的航天工程项目对所构建的模型和方法进行了验证。

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轨道要素奇异问题的改进四元数方法

魏鹏鑫, 荆武兴, 高长生

2012 (1): 66-71. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.010

摘要 ( 1936 )

PDF(329KB) ( 1721 )

运用四元数方法可以在一定范围内解决描绘飞行器轨道运动时轨道要素的奇异问题。但四元数固有的双值性使得在对运动方程进行积分时，其正负选取很困难。为了解决这一问题，采用了改进约束方程的四元数方法，并用该方法描述了拉格朗日行星摄动方程，然后研究了地球扁率摄动对地球同步卫星轨道的影响。仿真结果表明：当偏心率小于1时，四元数可以很好地解决轨道要素奇异性问题。与改进的春分点轨道要素相比，四元数的方法有着更加明确的物理意义和几何意义，用四元数表示的运动变量方程的计算更为简单，积分计算效率更高，而且其计算误差也能达到精度要求。

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实际入射角的相位干涉仪测角方法

纪强, 罗义军, 李劲, 田茂

2012 (1): 72-76. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.011

摘要 ( 2130 )

PDF(261KB) ( 1433 )

为了提高短距离定位精度，消除采用平行入射假定所引入的计算误差，分析和研究了近似误差对角度估计和解相位模糊的影响；得出了满足平行入射近似的前提条件，为干涉仪的波长、基线长度等参数设计提供了指导依据；提出了实际入射角的相位差估计和相应的角度计算方法，提高了角度估计精度。文章提出的高精度相位干涉仪测角方法，适用于多个运动平台（如卫星、飞行器）的互相定位、航天器交会对接、地面短距离目标定位等测角精度要求高的工程应用。

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航天器模块划分数值优化方法

刘永健, 刘育强, 石军, 谭春林

2012 (1): 77-83. doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2012.01.012

摘要 ( 1793 )

PDF(455KB) ( 1685 )

对航天器模块划分主要依靠经验和定性方法的问题，构建了一种通用的模块划分数值优化方法。利用功能分解方法、相关性评价准则、设计矩阵与设计结构矩阵（DesignStructureMatrix，DSM）同步演化的机制获得了基于功能元的数值DSM；基于DSM构建了遵循公理化设计原理的通用优化模型；利用遗传模拟退火算法获得了可对模块划分方式及数目进行同步优化的模块划分方法；给出了不同于优化目标的评价方法。仿真结果表明，该方法可将航天器划分为一系列内聚度高、耦合度低的模块。

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