基于MATRIXx的航天动力学仿真的研究

航天动力学仿真是航天领域仿真的一个重要组成部分。当前比较流行的通用工程仿真软件，如MATRIXx、MATLAB等，可以有效地辅助航天动力学仿真系统的实现。本文将结合工程实践，探讨MATRIXx在航天动力学仿真中的应用范围，同时给出MATRIXx的有效扩展方法。     

航天无线电测控仿真系统的设计与实现

介绍了航天无线测控仿真系统的设计思想和关键技术，航天无线电测控仿真系统是一个集工程分析仿真、操作训练仿真和测控信号模拟等功能为一体的综合性仿真系统，实现了航天无线电测控系统的全数字和半实物仿真。它可以广泛应用于航天测控系统的教学训练、试验研究、性能测试和故障分析等方面     

机车车辆-轨道耦合动力学实时仿真模式研究

机车车辆-轨道耦合系统不但在动力学过程中是一个复杂的系统，而且在几何结构上也是一个复杂的系统，本文在分析现有机车车辆-轨道动力学综合仿真的复杂性基础上，从仿真计算机体系结构和系统集成的角度，研究了几种考虑数值计算和可视化的综合实时仿真的方法，探讨了多线程技术，DDE技术和分布式仿真技术和计算机网络在机车车辆-轨道耦合动力学仿真中的应用，结果表明，几种方法是可行的，尤其基于DCOM仿真技术和基于离线计算的数据文件共享是很有前途的方法。     

轨道动力学可视化仿真研究

研究了在机车车辆一轨道耦合动力学视景仿真系统中，轨道系统动态行为仿真的逼真性和实时性问题，提出了一种能准确模拟轨道系统振动行为的有限长轨道单元法，考虑到钢轨以梁的形式参与振动的实质，通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明，在保证优良的实时性的同时，利用该方法不仅可以建立更加符合实际的轨道模型，而且还能真实地模拟轨道子系统各组成部件的各种特殊振动行为。     

基于Agent的卫星航天系统建模与仿真方法研究

使用基于Agent的建模与仿真（ABMS）研究卫星航天系统,以解决对其总体功能和应用效能进行评估的问题。首先,介绍了卫星航天系统的概念和组成,并对其复杂性作了分析。然后,从应用角度介绍了Agent模型所应具备的特性,并指出了ABMS在传统建模与仿真方法的基础上还需开展的额外工作。最后,以一个火灾卫星系统为例进行了实现,证明了此方法应用的可行性和有效性。     

空间目标天基监视分布式仿真系统设计

以HLA在航天系统仿真领域的广泛应用为背景,设计了基于HLA的空间目标天基监视分布式仿真系统。在系统架构层面,设计数据层、模型层、任务层的分层结构。在系统设计方面,设计仿真控制成员、天基监视成员、光学载荷成员、空间目标成员和视景仿真成员,建立天基监视系统中的轨道动力学及机动模型、姿态动力学与控制模型、载荷指向及目标成像模型。在系统实现方面,基于RTI进行系统集成。应用Vega Prime和OpenGL实现天基监视视景仿真和光学成像仿真,完成空间目标天基监视任务的仿真验证。     

离心力—振动复合动力学环境的仿真

在建立离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的基础上，提出了一种将结构动力学、有限元分析和可视化技术相结合的方法，对离心力－振动复合动力学环境进行计算机仿真。文中首先讨论了仿真软件的设计思想，介绍了振动和离心力复合动力学环境仿真软件CDE＿VISM的结构，讨论了将图形技术的数据场可视化、动态数据场显示技术应用于有限元计算后处理的方法及CDE＿VSIM与MATLAB的接口方法。最后通过对在离心力作用下振动台运动的仿真和实验结果比较，验证了所建立的离心机和振动台系统组成的复合动力学环境数学模型的正确性。     

航天光学遥感器目标与背景仿真系统研究

文章介绍了航天遥感用的目标与背景全物理仿真系统的组成，试验和计算方法，对多种目标与背景的试验和计算结果进行了比对，证明系统可行，可以用于航天遥感器的仿真。通过建立的物理仿真系统，可以模拟航天光学遥感器在空间摄影的条件，可以选择适宜的成像条件(太阳高度角、观测方位角、观测时刻、相机光学系统参数、接收器参数等)；仿真分析CCD相机系统主要参数(光学系统和接收器)是否正确；对各种主要目标与背景完成实验室成像试验。     

基于Matlab的交会对接全数字仿真系统

以月球轨道交会对接为背景,构建了仿真系统的总体框架.对交会对接系统的动力学、导航以及控制等部分进行了详细建模和设计,并基于此,建立了月球轨道交会对接系统的Simulink模型.设计了交会对接仿真系统的用户交互界面及3D动态演示,使仿真系统操作简捷、直观.全数字仿真系统可用于月球轨道交会对接任务的前期验证.进一步,利用其改进的模型进行了交会对接半物理仿真实验.实验结果说明了惯性-视觉组合导航的有效性和数字仿真系统良好的移植性.     

面向测控的运载火箭仿真设计与实现

随着航天测控系统任务日益增多、周期缩短、技术要求提高等现实，如何确保每次实战任务地面火箭遥测设备和测控软件的正常运行，火箭外测和遥测数据处理快速准确，对航天测控系统而言尤为重要和迫切，而构建面向测控的运载火箭仿真是解决此问题的重要手段之一。本文首先介绍了面向测控的运载火箭仿真的功能需求和系统组成；其次提出了面向测控的运载火箭仿真系统设计方案以及测试方法；最后总结了面向测控的运载火箭仿真的应用情况和发展方向。     

利用互模糊函数联合估计的双星高精度定位技术

针对高精度双星定位系统对参数测量精度的需求,围绕解决高精度时差/频差测量的技术问题,建立了利用双星对地面辐射源定位模型,通过定位精度分析,给出了高精度定位对时差/频差测量精度的要求。通过分析高精度时差/频差测量的各种方法和技术途径,提出了一种利用互模糊函数进行时差/频差联合估计的方法。仿真实验结果表明该方法可以适应各种脉冲信号类型,测量精度较高。     

航天仿真技术的现状及展望

航天仿真是系统仿真技术与航天工程相结合的产物。本文综述了航天仿真技术的发展历程,介绍了卫星在轨运动的可视交互仿真、多星管理的分布交互仿真、空间飞船任务的虚拟现实仿真等几个方面的最新动向,并提出了关于测发系统仿真、航天仿真的集成与智能化、虚拟现实与遥科学相结合的双回路实验框架等的几点思考。     

基于dSPACE的卫星控制实时仿真系统设计

为满足某在研大型挠性卫星计算机在回路中的仿真需要,利用dSPACE多处理器系统设计了卫星姿态和轨道控制实时仿真系统。介绍了该系统的软、硬件构成。以星载计算机与惯性基准单元串口通信为例,重点介绍了采用RTI模块、Simulink和Stateflow,实现该实时系统的串口通信建模方法。在星上自主模式下,对该实时系统进行了实时仿真。仿真结果证明了设计的卫星姿态和轨道控制实时仿真系统和串口通信接口模型的有效性。此方法对dSPACE实时仿真系统在航空航天领域的工程应用具有参考价值。     

基于双星定位系统的近地卫星定轨精度仿真

通过对测距误差特性的统计分析,建立了用于近地卫星精密定轨的距离和观测数据仿真方法,在此基础上构建了基于卫星动力学方程的精密定轨模型,设计了一种基于数值融合法的精密定轨改进算法和测距系统误差参数估计算法,并进行了六类仿真实验。仿真计算结果表明,基于一天的距离和观测数据仿真计算得到的近地卫星定轨精度可以达到15.98米,与利用其他精密定轨软件系统在相同仿真条件下得到的近地卫星定轨精度基本相当,但该算法避免求解状态转移矩阵,具有计算速度快,稳健性好等特点。     

基于HLA/pRTI的卫星姿轨控系统仿真研究

基于高层系统结构HLA/pRTI对卫星姿轨控系统的仿真进行了初步研究,提出了姿轨控系统仿真软件平台的基本框架,介绍了姿轨控系统模型,给出了联邦FOM模型及时间管理策略。在自主研制的SSVS仿真平台上对卫星在轨运行场景进行了一体化分布仿真,对仿真结果进行了分析,并得出结论。     

基于星敏感器的星光折射卫星自主导航方法研究

研究了基于星光折射量测进行自主确定卫星姿态及轨道的方法。这种导航方案利用高精度的CCD星敏感器,结合星光穿越大气的较精确的数学模型,来间接敏感地平,从而实现对卫星的精确定位和定姿。为了说明所提导航方案的有效性,采用推广卡尔曼滤波算法,结合模拟的测量数据对自主定轨进行了仿真。仿真结果表明,定轨精度优于100m。还分析比较了采样周期、星敏感器精度、恒星数目等因素对定轨精度的影响。总结了其变化规律,可用于提高卫星自主定轨精度。     

同步卫星无源测轨中的时差定位与精度分析

多站时差定位是最重要的无源定位方法之一。研究了基于四站时差测量的地球同步卫星无源定位和定轨方法。介绍了四站时差定位的基本原理,给出了四站时差定位算法和详细算法流程,推导了四站时差定位精度的误差传播方程。重点分析了测量精度、布站方式、基线长度、站址误差对同步卫星定位精度的影响。通过Monte-Carlo仿真,验证了四站时差定位算法与误差分析结果的一致性。仿真结果表明：测量误差、布站方式、基线长度和站址误差均是定位误差的关键影响因素;布站方式以倒Y型布站效果最佳,菱形或矩形布站方式存在奇异区;为达到km量级定位精度,则基线长度应大于1000 km;采用四站时差测轨时,站址坐标精度水平应优于1 m。     

飞机空面精确打击武器火控系统精度仿真分析

空对面精确打击武器火控系统是现代作战飞机对付地面(或海面)目标的一种重要武器系统,在现代战争中有着无可替代的作用,其武器系统精度是关键技术指标。在分析精度分析评价指标体系的基础上,分析了影响飞机空面精确导弹武器火控系统的误差因素,确定了从飞机火控系统和导弹制导系统两个方面来分析武器火控系统精度误差链的分析方法。针对防区外空地电视遥控制导导弹火控系统进行精度分析与评估,利用蒙特卡罗法对防区外空地导弹火控系统进行了全武器精度分析仿真。其结果对评价空对面精确打击武器火控系统精度具有很好的工程应用价值。     

空面导弹系统的建模与仿真

简要介绍了模块化设计思想，然后将其应用于空面导弹系统的建模，分需求分析、功能分析与分解、模块划分及模块设计与开发四个步骤，建立了空面导弹仿真模型库，它主要包括导航系统、制导系统和弹体这三个子系统．最后，为了检验模型库的可用性，针对某型空面导弹进行了仿真研究。从仿真结果来看，各子系统的仿真模型具有较高的保真度，能够满足实时性、快速性的要求。