中国空间科学技术

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一种基于基准优选的双目视觉位置解算方法

阳光烈, 赵国伟, 罗焜

2018 (2): 1-8. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0007

摘要 ( 317 )

PDF(22362KB) ( 57 )

针对近距离空间非合作目标相对位姿测量任务需求，基于双目视觉原理建立了特征点位置测量模型与误差分析模型，分析了特征点位置解算奇异及奇异点附近位置解算误差过大的问题，提出了一种采用异面光轴配置和基准优选策略的双目视觉特征点位置解算方法。该方法通过错角安装相机光轴防止特征点在两个相机基准下进行位置解算时同时发生奇异，针对不同基准在测量域内误差分布的差异，建立了基准优选策略和相应的面向特定测量域的基准优选指标确定方法，从而获得了高精度测量结果。仿真结果表明，采用所提出的方法解决了特征点位置解算奇异问题，提高了测量域内特征点位置测量精度。

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北斗全球卫星导航系统境外星数据快速回传的路由优化方法

高贺, 王玲, 黄文德, 孙乐园

2018 (2): 9-15. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0002

摘要 ( 381 )

PDF(4539KB) ( 427 )

针对北斗全球卫星导航系统存在的全球布站不足问题，提出一种利用星间链路将境外星数据快速回传至境内的路由优化方法。首先描述地面站受限情况下的数据快速回传问题，明确传输路由的优化目标、生成规则、约束条件。然后提出基于遗传算法的时延最小数据传输路由优化策略。最后，对算法进行了验证。结果表明，在2个境内站条件下，北斗系统全星座最多2跳（6s内）完成数据传输，可满足境外数据快速回传的要求。

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基于Gauss-Newton和UKF结合的微小卫星姿态确定算法

康国华, 范凯, 周琼峰, 梁尔涛

2018 (2): 16-23. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0017

摘要 ( 328 )

PDF(11249KB) ( 108 )

为提高微型低成本姿态敏感器的姿态确定精度，文章基于磁强计/太阳敏感器/陀螺的姿态敏感器配置，设计了高斯牛顿（Gauss-Newton，GN）迭代算法和无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）有机结合的微小卫星姿态确定算法，先用Gauss-Newton算法融合磁强计和太阳敏感器的数据，迭代计算最优四元数，然后以最优四元数联合陀螺数据作为观测量，以姿态四元数和惯性系下的角速度为状态量进行UKF，降低观测维数，并将观测方程转化为线性方程，显著减小计算量，同时克服了测量误差对姿态确定精度的影响。

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满足多终端约束的二次曲线迭代制导方法研究

施国兴, 吕新广, 巩庆海

2018 (2): 24-31. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0010

摘要 ( 376 )

PDF(2979KB) ( 178 )

某些空间载荷会对入轨精度和入轨姿态同时提出很高的要求，应用于运载火箭控制系统的摄动制导方法的入轨精度无法满足要求，而传统的迭代制导方法无法约束终端的入轨姿态。为此提出了一种满足多终端约束的二次曲线迭代制导方法，该方法通过二次曲线形式规划整个真空段的飞行制导程序角，实时满足位置、速度与终端姿态约束，从而可以使得火箭以期望姿态角实现高精度入轨。算例结果表明，该方法能同时保证高精度的入轨指标和入轨姿态，并能适应偏差状态、约束姿态角变化与轨道根数小幅变化，具有较高的工程应用价值。

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基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法

张世俊, 邢琰, 胡勇

2018 (2): 32-39. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0023

摘要 ( 218 )

PDF(3892KB) ( 326 )

为综合研究步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹对多足机器人步态稳定性和能耗的影响，文章提出一种基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法，将步态优化过程转换为两个嵌套的子优化问题。首先，采用一种基于零力矩点稳定性理论的机身运动轨迹规划方法，针对给定的下一步落足点和支撑多边形，规划机身运动轨迹，在保证机身轨迹连续平滑的同时，确保机器人在迈步过程中的稳定性。其次，提出一种基于能耗指标的周期性步态优化方法，建立足式机器人虚拟样机模型作为步态优化模型，对步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹同时进行优化，保证机器人的步态稳定性，得到使机器人前进单位距离能耗最小的步态。最后，搭建足式机器人虚拟样机仿真平台，仿真结果表明，采用本文的步态优化方法，在保证机器人平稳前进的同时，机器人前进单位距离能耗与优化前相比降低了约14%。

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基准星辐射定标的辐射传递链路研究

陈轩, 齐文雯, 徐鹏

2018 (2): 40-46. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0009

摘要 ( 297 )

PDF(4815KB) ( 299 )

为进一步提高遥感信息定量化应用水平，提高在轨辐射定标精度和定标频次，提出一种基于基准星的全谱段、全口径在轨绝对辐射定标方法，方法适用于可见近红外谱段；定标传递中辐射基准可溯源至SI(国际单位)。通过比较现有定标方法和基准星辐射定标的优缺点，分析基准星辐射基准溯源特性，建立太阳基准星遥感器的辐射传递模型,以高分一号和高分二号卫星为例，其作为待定标遥感器，对基准星定标的约束条件进行仿真分析，得出基准星辐射传递不确定度为13%。仿真结果验证了基准星定标方法的可行性，对遥感器辐射定标精度、频次的进一步提高提供了依据。

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基于支持向量机的卫星执行机构故障诊断研究

陈辛, 魏炳翌, 闻新

2018 (2): 47-55. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0013

摘要 ( 259 )

PDF(2090KB) ( 173 )

针对脉冲等离子体推力器（Pulsed Plasma Thruster，PPT）作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统故障问题，采用了支持向量(Support Vector Machine，SVM)技术对脉冲等离子体推力器的两种常见故障进行检测与隔离。运用自适应遗传算法优化墨西哥草帽小波核函数参数，并结合小波分析，提高了SVM分类器的超平面寻优效率与泛化能力。最后，通过仿真分析，验证了该方法可快速准确地完成故障诊断任务，也证明了小波核函数支持向量机技术在故障诊断方面的先进性与有效性。

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热负荷及给水压力对水升华器启动和使用策略影响

王玉莹, 宁献文, 钟奇, 苗建印, 吕巍, 王录, 刘畅, 李劲东

2018 (2): 56-62. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0011

摘要 ( 196 )

PDF(7812KB) ( 63 )

热负荷、给水压力等参数的匹配设计，对水升华器启动及运行过程中内部气固液相变界面的位置具有重要影响，从而影响其运行稳定性和使用策略。开展了水升华器分别在低热负荷低给水压力、高热负荷高给水压力工况下的启动试验研究，及水升华器在低热负荷低给水压力下启动运行至稳定后调整为高热负荷高给水压力运行的响应特性研究。阐明了热负荷及给水压力对水升华器启动和稳定运行策略的影响。试验结果表明：水升华器在较高热负荷及较高给水压力工况下启动，可以在更短时间内建立稳定状态，但发生“击穿”风险大；水升华器需在高热负荷、高给水压力下运行时，采用在低热负荷、低给水压力下启动，然后在高热负荷和高给水压力下运行的方式，可以减小启动过程的“击穿”风险，且不影响其稳态散热能力。

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“火星探路者”舱伞系统动力学特性仿真研究

鲁媛媛, 荣伟, 吴世通

2018 (2): 63-70. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0030

摘要 ( 265 )

PDF(8565KB) ( 65 )

目前，国内尚未对“火星探路者”减速下降过程中由“降落伞后锥体着陆器”组成的舱伞三体系统的动力学特性进行过相关研究。为了全面掌握“火星探路者”减速下降过程中舱伞系统的动力学特性，采用多体动力学的方法，建立了包括降落伞拉直、充气、全张满、抛防热大底，以及着陆器与后锥体分离等过程的全过程动力学模型，并利用模型仿真研究了“火星探路者”舱伞系统的动力学特性。研究结果表明，火星探测器舱伞系统的速度和姿态稳定所需的时间比地球环境下长、高度损失更大，进入舱纵轴需要较长的时间才能趋于垂直，系统摆角的摆动幅度较大。这些是火星探测器降落伞系统进行开伞点设计和时序设计时需要特别注意的问题，其结论可为中国开展火星探测器降落伞减速系统的设计提供重要参考。

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基于公共余数最优估计的多通道干涉SAR高程重建方法

王思雨, 陈立福, 袁志辉, 邢学敏, 毛永飞, 武鸿

2018 (2): 71-76. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0008

摘要 ( 144 )

PDF(6519KB) ( 93 )

针对多通道干涉SAR高程重建方法计算效率较低的问题，提出了一种基于公共余数最优估计的多通道干涉SAR快速高程重建方法。该算法首先对干涉相位去除平地效应后，得出每幅干涉图像任意一个像素对应的缠绕干涉相位，构造出关于干涉相位模糊数的同余方程组；然后利用最优估计法求解出带噪声余数的公共余数的最优估计值，求解出各目标的高程值；最后再利用改进措施得到更高精度的高程重建结果。试验数据处理结果表明，该方法使得多通道干涉SAR高程重建的计算效率有了显著提升。

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交变流下回热器性能对比研究#br#

陈鹏帆, 朱建炳, 冶文莲, 杨烈

2018 (2): 77-83. doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2018.0004

摘要 ( 291 )

PDF(5935KB) ( 218 )

回热器是空间斯特林发电机的核心部件之一，根据MoBai提出的泡沫金属球心十四面体单元体结构，建立了泡沫镍单元模型并定量分析了孔密度、孔径及孔隙率之间的具体等量关系。通过建立回热器二维计算模型，采用ANSYS-Fluent软件对孔隙率在0.62~0.83的不锈钢丝网与孔隙率在0.94~0.98的泡沫镍两种填料中工质的流动过程进行数值模拟，对比分析了两种填料的传热及阻力特性，得到了不同孔隙率下填料的阻力系数、传热系数以及流动压降的变化情况。结果显示，泡沫镍型回热器进出口压力降幅值约为不锈钢丝网型回热器的1/400，而其传热系数约为不锈钢丝网的1/5。最后提出以参数Nu/C^1/3_f作为综合衡量填料性能的指标，对比结果表明泡沫镍综合性能优于不锈钢丝网，能够用来作为空间斯特林发电机回热器的填料。

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