一种从航天器VLBI观测记录中获取航天器速度信息的方法

介绍一种对航天器的VLBI原始电压观测记录中提取多普勒频移量的方法，并用于对lunarprospector的较左VLBI观测记录的分析中，同时得到航天器的VLBI和多普勒观测数据，有利于对航天器空间位置和速度信息的同时获取。     

F一种从航天器VLBI观测记录中获取航天器速度信息的方法(英文)

介绍一种从对航天器的VLBI原始电压观测记录中提取多普勒频移量的方法 ,并用于对lunarprospector的较差VLBI观测记录的分析中 .同时得到航天器的VLBI和多普勒观测数据 ,有利于对航天器空间位置和速度信息的同时获取     

不同速度下散斑图样对多普勒测速的影响

对不同速度下散斑在多普勒测速计中的影响进行了理论分析,并与实验结果进行了比较.结果发现多普勒频率的展宽与其中心频率的比值在32.2～379.6 mm·s-1的速度范围内约为30%,其中散斑是影响频率展宽的主要因素.因此速度测量中散斑所引起误差是难以忍受的,必须尽量消除散斑对测量的不利影响.采用锁相环可以消除这种不利的影响.     

基于北斗的卫星精密测速及全球重力场精密测量

本文讨论了利用北斗系统星间链路进行航天器高精度测速的实现方法和应用前景.根据现有技术条件,基于对北斗导航信号载波多普勒频移的精确测量,可实现将航天器的速度测定精确到1 mm/s以内.利用高精度测速可以对全球重力势能分布、大地水准面高度、重力加速度及其梯度做三维扫描,并有望提高测地卫星对全球重力加速度异常的测量精度.     

非合作航天器间相对位姿的单目视觉确定算法

针对非合作航天器接近操作过程中200m以内的相对位姿参数确定问题，该文充分利用目标航天器已知的结构模型信息，推导了利用单个光学相机实现非合作航天器相对位姿参数测量的迭代算法。与传统的交会对接视觉系统不同，该视觉系统不需要在目标航天器上安装光学特征，而是充分利用了目标航天器的自身结构特征，因此更适用于一般航天器间的相对位姿参数测量。为解决相对位姿单目视觉确定的非线性问题，该文选择了求解非线性问题性能优良的Levenberg—Marquardt算法。最后对该文算法进行数学仿真，仿真结果表明算法的有效性和可靠性，适合航天器在轨实时应用。     

基于四元数的带飞轮航天器的自适应姿态控制

由于各种环境因素的影响，航天器在运行过程中其动力学参数的准确值难以确定．姿态控制系统必须具有自适应性以适应参数的变化．文中针对飞轮控制航天器提出了一种基于四元数的自适应控制方法．与欧拉角比较，姿态运动的四元数表达的主要优点是数值计算过程中不存在奇异位置．这种控制方法在不需提供航天器参数的情况下可保证航天器跟踪期望的姿态变化以实现姿态机动．应用Lyapunov直接方法证明系统的渐近稳定性，并通过航天器姿态机动跟踪的数值仿真证实了这种控制方法的有效性．     

基于星光多普勒的脉冲星脉冲到达时间补偿

为了有效抑制多普勒效应对脉冲到达时间精度的影响,提出了一种基于星光多普勒的脉冲星脉冲到达时间补偿方法.该方法首先根据多颗恒星的星光多普勒频移解算出高精度航天器速度信息,然后利用该速度信息对X射线探测器获得的脉冲光子到达时间进行补偿,最后利用历元叠加法累积脉冲光子获得脉冲到达时间.该方法能有效抑制航天器高速运动对脉冲到达时间的不利影响,理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性;该方法的补偿精度比轨道外推方法高出两个数量级,且该方法的鲁棒性比轨道外推方法更强.     

基于超分辨率重构的航天器位置姿态测量方法

航天器间相对位置和姿态的确定是实现航天器编队飞行的重要基础.为了解决航天器相对位置姿态的远距离测量精度问题,该文提出了基于超分辨率重构技术的测量方法.介绍了由单帧图像求解相对位置姿态的测量原理,研究了图像传感器退化成像模型和基于该模型下的图像配准算法,给出了超分辨率图像重构算法及其算法流程.利用地面试验原型系统的实际测量数据对算法进行了验证,试验结果表明该方法大大提高了高精度测量距离的范围,有效解决了航天器间相对位置姿态的远距离测量精度及稳定性问题.     

气浮平台转动惯量测量精度影响因素分析

单轴气浮平台用于测量航天器在微重力情况下的转动惯量、角速度等物理参数,转动惯量的高精度测量对于航天器的研发具有重要意义。介绍了单轴气浮平台的机械结构,以及对应的转动惯量测量方法,通过机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems,ADAMS)仿真和实验验证,完成了单轴气浮平台调平精度、弹簧刚度、系统阻尼大小等因素对转动惯量测量影响的分析,测量方法具有较高的测量精度,结论对高精度转动惯量的实验测量具有参考意义。     

应用折射率匹配技术测量复杂形状通道内的液体流场

通过折射率匹配方法，应用激光多普勒测速仪测量了突缩与分叉复合管内的液体流场，采用石英玻璃制作实验段，苯甲醇和乙醇的混合溶液作为流动工质，适当调配两种溶液的混合比例，使液体工质和固体壁面具有相同的折射率，均为1．458，消除了壁面对测量光线的折射影响，拓宽了激光多普勒测速仪的应用范围，提高了测量精度，测量结果表明，在汇流区域的下游，在两根管道轴线组成的水平面内，主流速度分布呈双峰状，其中较大的峰值偏向主管中正对旁路的壁面一侧。在铅垂平面内，轴向速度分布呈“M”型。     

基于相对视线矢量测量的多航天器编队相对姿态求解方法

航天器相对姿态求解是编队控制和保持的前提条件,针对远距离编队相对姿态求解问题,提出了一种基于相对视线矢量测量的多航天器编队相对姿态确定方案.考虑编队由3个航天器组成,每个航天器装备视觉传感器,可以测量到相对其余两个航天器的相对视线矢量,基于视觉传感器测量模型,推导了确定性姿态求解方法,并进行了数学仿真研究.仿真结果表明,多航天器编队相对姿态求解方法可以有效估计出航天器间的相对姿态,估计精度较高,能够满足航天器编队控制需求,解决了远距离编队情况下视觉传感器应用的局限性.      

基于多频H_∞最优观测器的航天器故障诊断

针对航天器姿态控制系统中的陀螺故障,利用控制输入信息,依据故障信号频率,使用LMI分别设计多组H∞最优故障观测器。该方法无需其他测量校验,能够克服传统诊断方法对星敏感器的依赖;同时扩展H∞观测器的设计自由度,降低惯量不确定性对系统诊断精度的影响。在Matlab/Simulink环境下对航天器姿态系统进行了仿真,仿真结果表明:提出的控制算法处理航天器陀螺故障问题的有效性和可行性。     

一种面向脱靶量测量的多普勒信号的压缩算法

研究脱靶量测量中的多普勒信号的实时压缩问题．通过对作匀速直线运动目标的多普勒信号特征的分析，提出了一种基于短时博里叶变换(STFT)的多普勒信号的频域压缩算法，并讨论了根据重构信号，由高分辨力谱估计及非线性最小二乘拟合进行脱靶量测量的问题．     

复合柔性结构航天器动力学建模研究

柔性航天器动力学建模的传统方法是采用混合坐标法，针对中心刚体带大型柔性附件类的航天器，这种方法在理论建模和工程应用方面都获得了极大的成功。在中心刚体加柔性附件类航天器柔性动力学研究成果基础上，通过计及柔性体与柔性体连接点间的复合位移变形，利用混合坐标法建立了复合柔性结构航天器动力学模型，其软件系统DASFA 2.0已初步用于工程分析设计。     

分数维调制Z轴的声谱图及其包络的提取

在分形理论的基础上，对多普勒声谱图进行了分数维分析，首次提出了以多普勒信号的分数维为Ｚ轴调制的声谱图，并应用于提取多普勒信号中的最大频移（最大速度），对这种新方法的优缺点也进行了探讨。     

中心舱体-附件耦合系统热颤振有限元分析

在轨航天器的柔性附件在其进出地球阴影区时很容易发生热诱发振动现象.柔性附件的这种运动将会产生扰动弯矩作用于航天器主体之上,从而对航天器的姿态运动产生重要影响.该文针对实际航天器刚体-附件耦合系统发展了一种热-结构动力学耦合的有限元分析方法.该耦合系统的状态方程既包括与航天器刚体转动和柔性附件结构变形相耦合的非线性瞬态热传导方程,也包括与瞬态温度场相联系的结构动力学方程.该文以一个简单的hub-beam航天器系统为研究对象,对该耦合系统分别进行了热-结构非耦合和耦合分析.其中热-结构非耦合有限元分析的结果与已经存在的理论解结果显示了很好的一致性;热-结构耦合有限元分析结果表明航天器在某种条件下可能发生热颤振.     

X射线脉冲星自主导航的脉冲轮廓和联合观测方程

现在通用的X射线脉冲星导航的3维观测方程,是以3颗脉冲星发射的脉冲到达航天器和太阳系质心的时间偏差为观测量建立起来的.在实际测量过程中,这个观测量是通过比较航天器探测到的脉冲观测轮廓与相应脉冲星的标准轮廓得到的,而在累积观测轮廓的同时也得到了观测轮廓的周期,因此根据Doppler速度测量方程,就能够确定航天器的速度矢量.本文首先导出Doppler速度测量方程,提出在观测轮廓的积累过程中考虑航天器的速度和加速度,得到的观测轮廓的周期不同于标准轮廓.这样,将探测3颗脉冲星得到的观测轮廓与相应的标准轮廓进行比较时,可以同时获得脉冲到达航天器和太阳系质心的时间偏差和频率漂移6个观测量,从而确定航天器的3维位置和3维速度.由于信息量增加一倍,6维观测方程比现行观测方程更为精确和完整.     

用激光多普勒测速仪对某种几何壳体内部流场的测量

激光多普勒测速技术(LDA),是一种流体速度的无接触式光学测量方法。本文阐述了这种方法的原理和采用“反射式后向”接收光路在光机参数的计算与选取上的特殊问题,介绍了用这种独特的光路对某种几何壳体内部流场的测量工作。测量结果与数值计算相近,与流场显示所得流谱也基本吻合。     

考虑光行时校正的高精度全球导航卫星系统测速算法

全球导航卫星系统（GNSS）测速算法认为多普勒测量值为接收机与GNSS卫星的相对运动速度在视线方向上的投影，未考虑光行时的影响，存在一个微小的系统性偏差，测速精度不高，限制了其在精密测速领域中的应用。在传统的GNSS测速算法基础上，给出了一至三阶的积分多普勒插值算法，用瞬时多普勒替代了平均多普勒，对于低轨道地球卫星（LEO）用户，使用二阶插值积分多普勒的测速精度较使用平均多普勒的测速精度提升了三个数量级；另一方面考虑了光行时的影响，修正了因收发时刻不一致引入的多普勒偏差，并分别给出了地球惯性坐标系（ECI）和地球固连坐标系（ECEF）下的修正算法，实验结果表明，光行时修正算法降低了系统性偏差，三维速度误差的均方根（RMS）降低至3.3 mm·s^-1，能够满足高精度测速的应用需求。     

绳系释放时的航天器耦合动力学分析

本文研究了绳系释放对于航天器刚体姿态的影响.基于离散的系绳黏弹性模型,建立了航天器和系绳间刚-柔耦合的时变非线性动力学模型.以Kissel释放控制律为例,研究了系绳自由释放及受控释放时航天器姿态动力学问题,揭示了绳系释放对于航天器本体姿态的影响规律.结果表明,系绳自由释放末的冲击可致航天器旋转,而受控系绳释放使航天器产生绕其局部平衡位置的振荡.航天器初始姿态对绳系航天器的释放动力学具有显著影响.