航天器战时空中应急机动发射技术探讨

随着现代高技术局部战争的发展，各国均十分注重提高本国战时应急机动发射航天器的能力。空中发射作为一种航天器的机动发射方式，具有许多突出的优点；在分析研究各国空射航天器方案的基础上，对空射航天器的几项关键技术进行了探讨，着重分析了机箭空中分离技术；最后提出了我国发展战时应急空中机动发射航天器系统的几点设想。     

基于MAS的在轨服务航天器任务分派研究

针对分派在轨服务航天器(on-orbit servicing spacecrafts,OOSS)为地球静止轨道航天器提供服务的问题,建立了基于合同网协议的多Agent模型.首先设计了在轨服务航天器任务分派的多Agent模型结构,描述了各Agent模型的功能.其次,给出了服务母航天器确定评标准则和机动策略的方法,设计了服务子航天器的投标流程.最后,进行了算例仿真分析.     

常值径向推力加速度下航天器轨道运动特性研究

文章研究了航天器在常值连续径向推力加速度作用下的运动特性。首先,基于非开普勒轨道理论,在惯性坐标系中建立了连续推力作用下航天器的动力学模型,经过推导和分析得了出在常值径向推力加速度下轨道动量矩仍保持常值,但其能量发生变化的结论。同时针对初始轨道是椭圆轨道的一般情况,分析了航天器在连续常值径向推力作用下环绕地球运动的条件,推导给出了求解逃逸点临界加速度的方程组。最后,对椭圆初始轨道和圆初始轨道的情况分别进行了分析和求解,并以仿真曲线的形式给出了不同常值加速度下轨道变化特性以及逃逸点临界加速度随轨道参数变化的特性,为机动轨道设计提供了理论参考。     

基于Lyapunov方法的非合作目标接近与视线跟踪

研究了接近和跟踪同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标轨道姿态6-DOF联合控制问题。综合视线坐标系下相对运动动力学模型和追踪航天器姿态动力学模型,建立姿轨联合动力学模型。由于系统模型存在很强的非线性,所以对系统模型先进行预处理,将其转化成利于控制器设计的形式,采用Lyapunov最小-最大方法对同时存在姿态翻滚和轨道机动的非合作目标设计了自主接近和随动跟踪控制律。通过仿真验证了模型和控制方法的有效性。     

一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型及优化算法

基于空间燃料站的在轨加注任务作为未来轨道运输系统的新模式,为未来航天器在轨服务任务提供了有效的选择。本文针对多GEO目标航天器在轨加注任务,将空间燃料站技术与传统"一对多"在轨加注技术相结合,提出一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型。模型中,考虑了服务航天器可重复利用与自身携带的燃料限制,结合轨道机动与交会问题,通过对双脉冲轨道转移的分析与求解,获得轨道转移速度增量和转移时间等目标优化参数。在此基础上,针对多目标优化问题,根据调度模型的速度增量、时间等待优化变量的对应与约束关系,面向多GEO目标航天器,设计了一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务多目标优化算法。该算法利用设置断点的方式改进了遗传算法对加注任务调度及其多目标优化问题的求解方法,获得了服务航天器在需往返燃料站时,优化的燃料消耗、服务顺序及该顺序下的时间分配策略。以10颗GEO圆轨道目标航天器的在轨加注任务为例,进行了数值仿真计算。结果表明算法能够解决加入空间燃料站对传统在轨加注任务调度的影响。     

航天器控制与回收技术

航天器姿态控制航天器在轨道运行时 ,必须具有一定的姿态。对地观测卫星的照相机或者其他遥感器要对准地面。通信卫星和广播卫星的天线要对准地球上的服务区。航天器上的能源装置———太阳电池翼要对准太阳。航天器作机动变轨时 ,发动机要对准所需推力方向。航天器从空间返回大气层时 ,其制动防热面要对准气流迎面。航天器姿态控制即获取并保持航天器在太空定向(相对于某个参考系 )的技术 ,包括姿态稳定和姿态机动两个方面。前者是保持已有姿态的过程 ,后者是把航天器从一种姿态转变为另一种姿态的过程。不同类型的航天器对姿态控制有不同…     

基于改进遗传算法的有限推力远程导引变轨策略

航天器在轨道转移过程中存在推力弧段,与脉冲轨道转移相比,有限推力轨道转移能够反映航天器在真实环境中的工作状态.本文采用改进遗传算法求解远程轨道能量最优的多脉冲变轨方案,在脉冲点处将脉冲量转换为推力弧段上的有限推力,实现了多脉冲机动远程导引向有限推力下远程导引变轨的转换,并对有限推力变轨方案速度增量方向进行修正,修正后变轨方案精度显著提高,与目标轨道相对位置误差大幅减小.     

一种基于引力场线性化的制导方法

文章针对航天器连续推力轨道机动过程中各种摄动误差的修正问题,提出了最优补偿系数的引力场线性化闭环制导方法。按照力的性质可将摄动力分为保守摄动力和非保守摄动力。通过对保守摄动力进行简化,给出了力的线性表达式,在此基础上基于引力场线性化方法,将惯性系下航天器受摄运动方程转化为线性形式,推导出了以摄动引起的位置偏差为反馈量的闭环制导加速度的表达式。之后考虑非保守摄动力(也即大气阻力),通过引入补偿系数,并利用遗传算法对补偿系数进行优化,得到修正的闭环制导加速度表达式。文中所提的制导方法可用于各种空间轨道机动过程中摄动误差的修正,以交会为例进行了仿真,结果表明修正后的轨道能够很好地跟踪理想轨道,且交会精度高。     

多目标群的在轨服务飞行器部署策略

为满足轨道分布较集中的多航天器目标群体的在轨服务需求,研究利用多艘在轨服务飞行器(OSV)的轨道组网,对目标所在空域实现完全覆盖.以各类导航星座群体所在连续空间范围的覆盖为算例,利用轨道动力学二体问题模型和立体几何学的空间截面关系,根据一定机动能力的服务飞行器的可达范围,得出多艘服务飞行器的轨道部署策略,实现对目标群所在空域的高度和倾角范围实现完全覆盖.这种确定多艘OSV数量和轨道分布的方法和步骤,为研究多OSV的空间部署和“多对多”轨道机动问题开辟了新的思路,具有一定的理论参考价值.     

集群航天器网络发展现状及关键技术

为研究新兴集群航天器网络的发展现状及其亟需解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结.集群航天器是一种通过无线链路进行信息交互的,多航天器间协同工作的新型航天器构架,服务于未来日益复杂多样的空间探索任务.首先,结合卫星集群的定义,明晰了集群航天器网络的概念.然后,分析目前分布式协同工作的空间探索任务,阐述了集群航天器的发展历程,并从图论和轨道动力学角度描述了集群航天器网络的特征.最后,总结了集群航天器网络发展过程中亟需解决的关键技术难题,包括网络拓扑控制技术、路由技术、空间互联协议技术、协议跨层资源调配技术等,并结合其他领域研究热点提出了相应的发展建议.研究表明,集群航天器网络的技术研究尚处于初始阶段,仍有许多技术难题亟需解决,同时,成熟的互联网、移动传感器网络等可作为关键技术难题突破的参考.     

地基激光空间碎片清除技术研究

在研究空间碎片来源、危害与减缓对策的基础上,分析了危险空间碎片对航天器的威胁程度,比较了危险空间碎片的清除方法,介绍了地基激光空间碎片清除技术的发展现状和清除原理,给出了系统组成、工作流程和关键技术。介绍的方法对清除空间碎片,保护空间环境有一定的借鉴意义。     

基于图像处理的无人值守变电站目标自动跟踪系统

为了提高国内电力行业变电站自动化水平,利用计算机、通信和图像处理等技术,研发了无人值守变电站目标自动跟踪系统,对系统中的关键技术——图像处理、自动跟踪、智能识别、传输方式进行了探讨,并给出了具体实现方案.该系统试运行结果表明,性能稳定,操作简单,为实现真正意义上的无人值守提供了技术支持.     

基于Pro/E二次开发的夹具设计参数化技术研究

对Pro/E下的夹具参数化设计进行二次开发,详细介绍了系统开发中关键技术,包括基于Family Table的标准件的插入技术,用户自定义零件参数化及组件参数化技术.本系统简化了设计人员的操作过程,加快了Pro/E下夹具装配的速度,同时参数化功能加快了零件设计过程.通过对以上几个方面的开发与研究,从整体上提高了夹具设计的效率.     

变电站室内运行环境集中监控系统研制

针对目前变电站实行无人值班化的运行管理模式,详细介绍了变电站设备室运行环境集中监控系统的系统结构、关键技术、主要功能和运行效益。运行实践表明设备室运行环境集中监控系统是无人值班变电站辅助设施远方集中监控的有力工具,在变电站的安全运行及事故处理等方面起到了非常重要的作用。     

变电站室内运行环境集中监控系统研制

针对目前变电站实行无人值班化的运行管理模式,详细介绍了变电站设备室运行环境集中监控系统的系统结构、关键技术、主要功能和运行效益。运行实践表明设备室运行环境集中监控系统是无人值班变电站辅助设施远方集中监控的有力工具,在变电站的安全运行及事故处理等方面起到了非常重要的作用。     

基于环幕的空间微型机器人任务视景仿真系统

利用C-W方程建立了空间微型机器人(SMR)对近地圆轨道航天器的攻击模型，并且基于环幕显示系统构建了一种适于航天任务的视景仿真系统，目的在于为微型机器人航天任务的分析与设计提供一个大场景的具有沉浸感的可视化仿真环境.描述了系统的设计和实现，讨论了系统总体框架设计、场景几何建模和运动建模、场景实体和视点控制的数据驱动等关键技术，分析了环幕显示平台各个功能模块的实现.     

基于环幕的空间微型机器人任务视景仿真系统

利用C-W方程建立了空间微型机器人(SMR)对近地圆轨道航天器的攻击模型，并且基于环幕显示系统构建了一种适于航天任务的视景仿真系统，目的在于为微型机器人航天任务的分析与设计提供一个大场景的具有沉浸感的可视化仿真环境.描述了系统的设计和实现，讨论了系统总体框架设计、场景几何建模和运动建模、场景实体和视点控制的数据驱动等关键技术，分析了环幕显示平台各个功能模块的实现.     

基于自主化情报定制的新型发布/订阅系统研究

情报按需分发技术是网络中心战中发挥信息优势、形成决策优势和作战优势的关键技术.针对目前战场情报分发的特点,建立了一个基于自主化情报定制的新型发布/订阅系统模型,并对情报用户兴趣模型建立、更新以及情报推荐算法等系统实现的关键技术进行了研究.与其他发布/订阅系统相比,基于自主化情报定制的新型发布/订阅系统更适合现代战场海量信息、动态、复杂的本质,可以提高指挥员的决策效率.