基于hp自适应Radau伪谱法的再入飞行器轨迹优化

全局伪谱方法在解决平滑最优控制问题时具有指数级收敛速度,但对于状态变量震荡的最优控制问题往往难以在短时间内取得满意解。飞行器机动再入轨迹通常为震荡形式,因此设计了hp自适应Radau伪谱算法(hp-RPM)求解再入最优轨迹。hp-RPM以相对曲率作为判据,将震荡轨迹划分为多个平滑子区间,在每个子区间内采用低阶插值多项式逼近最优轨迹,以提高算法效率、估计精度和解的最优性。仿真结果表明,hp-RPM方法在算法效率、估计精度、解的最优性上,较全局Radau伪谱方法均有较大程度的提高。     

亚轨道飞行器再入轨道设计方法研究

由于亚轨道飞行器再入过程持续时间短等特点,使得用于航天飞机的标准轨道法不适用于亚轨道飞行器,因此研究了基于插值的返回轨道生成算法。在传统的三段关于能量线性的阻力剖面的基础上提出改进算法。该算法先根据返回轨道约束、平衡滑翔约束确定阻力剖面上界和下界,后引入三次曲线使其平滑。最后,一维搜索出合适的纵程参数,通过插值得到最终的标准轨道。     

基于改进正交试验设计的飞行轨道参数优化

采用微分进化算法改进了标准正交设计的均匀性.运用标准正交设计法和改进的正交设计法优化亚轨道飞行器再入段轨道参数.在相同的样本容量下,标准正交设计得到了估计误差满足要求的回归模型,而改进的正交设计得到的回归模型的估计误差有了进一步减小.采用复形调优法对两个回归模型进行寻优计算,两模型所得最优解均满足精度要求,而改进正交设计所得模型的优化效果更好.改进正交设计法进一步增强了抽样效率,是适用于轨道参数优化的重要方法.     

基于卫星位置与速度的北斗卫星广播星历拟合

提出基于卫星位置与速度的广播星历拟合算法,给出了该拟合算法的计算过程,并对传统坐标拟合算法与坐标+速度拟合算法的拟合精度及外推精度进行比较.结果表明:基于位置+速度的拟合算法是有效的,且与传统坐标拟合算法相比,该算法能显著提高拟合的速度精度,且坐标精度也略有提高.此外,在卫星轨道数据已知历元数较少时,采用坐标+速度拟合算法优势更明显.     

基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法

提出一种基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法.该算法通过建立三角网格动态空间索引结构,快速准确获取局部型面参考数据并计算型面曲率.对曲率较大区域进行细分,对较平坦区域只进行网格顶点重定位,不进行面片分裂,实现三角网格的自适应细分.实例证明该算法可提高模型的光顺性与细分效率,以相对较少的面片准确表达模型型面特征信息.     

基于SIFT描述子的自适应聚合权重立体匹配算法

针对传统局部立体匹配算法在深度不连续区域和低纹理区域匹配精度不高的问题,提出了一种基于SIFT描述子的自适应聚合权重立体匹配算法.算法首先采用梯度域的幅值和相位获取初始匹配代价;然后利用相似性区域判决准则获得各个中心点的自适应矩形聚合窗口,并利用各点SIFT描述子的L1范数进行自适应聚合权重计算.仿真实验结果表明,该算法能够有效地提高低纹理区域和深度不连续区域的立体匹配精度,获得较高精度的视差图.     

基于EA-SA的卫星初始轨道确定算法

卫星初始轨道的精度将直接影响到最终轨道的精度,因此为了提高卫星初始轨道计算精度,提出了一种基于进化算法(EA)和模拟退火算法(SA)的卫星初始轨道确定算法.介绍了该算法的Lambert定理形式,阐述了该算法的实现步骤,并结合某次卫星定轨实际情况验证了该算法的可行性和有效性.实践证明,该算法具有较强的局部和全局搜索能力,其定轨精度比目前常用的定轨算法高,具有较好的工程适用性.     

三维栅格法在数据点云精简中的应用

在均匀栅格法精简数据点云的基础上,提出了三维栅格法对数据点云再精简的算法.该算法首先建立数据点的邻近结构,计算其曲率变化,在此基础上实现了数据点的自适应精简.算法的的特点是可以根据不同的精度自动在曲率变化大的地方采得较多的样点,在曲率变化小的地方采取相对少的样点.文中的应用实例表明,该算法可以保证在满足指定精度要求的条件下,得到更合理的精简效果.     

基于差分进化算法的卫星轨道计算方法

针对卫星轨道预测中的不可微、函数性质复杂、高维度传统优化算法失效的问题,提出了基于差分进化算法的卫星轨道预测方法.通过建立不同运动轨迹的卫星运动模型,构建最小化目标函数,根据种群个体进化特点,选取差分进化算法参数和进化策略.通过对椭圆轨道、双曲线轨道、抛物线轨道的全局近点角计算,表明差分进化算法在卫星轨道预测问题上是有效的.通过该算法与其他算法的比较,可以看出该算法有一定的优势.     

基于Bayes算法估计的航天器轨道确定方法研究

介绍了卫星轨道动力学模型和观测模型,建立了卫星轨道确定算法,推导了在已知初始历元某一类轨道根数的先验信息下的Bayes估计算法,并通过仿真实验证明了算法的可行性。理论推导和仿真证明,该算法能有效利用历史数据的先验信息,缩短定轨迭代时间,提高轨道初值确定精度。     

利用优化的遗传算法解决饲料配方设计问题

 利用改进和优化传统遗传算法的选择策略、搜索空间,自适应调整交叉率和变异率提高了计算效率,并在遗传进化过程中用优秀个体群来逐步缩小搜索空间,提出了求解饲料配方设计问题的一种改进方法(GA+).应用该方法对3个经典非线性测试函数进行了仿真,在收敛速度和全局优化方面好于现有的遗传算法.结果表明,GA+较好地保持了种群的多样性,精度高、收敛速度快,对求解饲料配方设计问题非常有效.     

遗传算法在近圆轨道编队设计中的应用

椭圆参考轨道的卫星编队队形设计比圆参考轨道要困难得多,有时很难找到符合队形要求的初始条件。基于L aw den方程,给出了利用遗传算法设计椭圆参考轨道情形下的星下点圆形编队设计方法。由于参考轨道为大偏心率椭圆轨道时不存在圆形星下点队形,只讨论了参考轨道为小偏心率椭圆的情形。与对圆参考轨道的C-W方程初始条件进行修正的方法相比,该方法有更高的设计精度。最后使用脉冲推力模型求解了椭圆参考轨道编队的能量最省队形重构的轨迹规划问题。结果表明,遗传算法可以很好地应用于小偏心率参考轨道编队的队形和重构轨迹设计中。     

一个基于K-means的聚类算法的实现

聚类算法作为数据挖掘中的一种分析方法，它能找到样本比较密集的部分，并且概括出样本相对比较集中的区域．分析了传统的聚类算法及局限性，讨论了一个基于K-mealls算法的实现过程，使得算法可处理存在孤立点的大文档集，得到最佳的聚类结果。     

基于自适应移动网格的Cahn-Hilliard方程的有限元法

针对二维Cahn-Hilliard方程,使用自适应移动网格,建立有限元数值模型。由于Cahn-Hilliard方程在初期变换迅速,且在后期变化缓慢,使用基于移动网格偏微分方程(moving mesh partial differential equation,MMPDE)的移动网格准则能够更好地捕捉相变的过程。在移动网格上,对空间方向使用线性有限元离散,对时间方向使用五阶Radau IIA格式离散。数值结果表明在移动网格下的数值解能够很好地保持原方程固有的质量守恒与能量稳定定律,提高计算效率,验证了该方法的有效性和可行性。     

星载GPS非差精密定轨精度分析

采用一种变相的“非差”动力定轨方法，建立了相应的数学模型，编制了星栽GPS低轨卫星的定轨软件，并以此分析了定轨过程中各主要误差源对定轨的影响以及所能达到的定轨精度和预报精度。该方法以相位平滑伪距为观测值，通过对同一历元的现测值进行卫星间求差，消除了星栽GPS接收机钟差，模型简单，求解参数少。在只估计初始坐标和速度参数、考虑各种误差的综合影响时，定轨一天的径向精度约为3m，能满足一定的定轨精度要求。     

基于知识神经网络的运载火箭弹道选择

在火箭发射中,往往有多组来自不同设备的测量弹道,进行可靠的火箭弹道选择是飞行状态监视和安控判断的前提.考虑到火箭飞行过程和测量环境的复杂性,提出了一种基于知识神经网络的运载火箭弹道选择方法.把火箭飞行弹道的先验知识和弹道样本的学习训练相结合,先利用数据的连续性排除跳变弹道,然后计算弹道间的差异,最后采用一个神经网络判断各条弹道的可靠性,并结合测量设备精度进行选优.实验和仿真表明了这种方法的可靠性和有效性.     

天基对地打击武器最优过渡轨道研究

天基对地打击武器(SGKW)用于从太空对地面战略目标和高价值目标进行快速、准确地打击,是未来空间威慑和一体化作战的重要手段.对SGKW的作战轨道进行了建模分析,研究了SGKW的最优过渡轨道.采用遗传算法与经典优化方法相结合的组合优化策略求解轨道优化问题,结果表明,组合优化方法可以很好地克服传统优化方法的初值敏感问题,能够搜索到全局最优的轨道.     

一种自适应RKPM方法在动态大变形计算中的验证及应用

从无网格方法中的插值误差出发,建立一种有效的误差估计模型,在高误差区运用基于全四边形背景积分网格顶点插值的节点加密方案,得到新点的位置坐标.将这些算法应用于无网格再生核质点方法RKPM中,对多孔弹塑性板材拉伸中的剪切带的形成进行了自适应无网格分析,并通过验证数值解精度的通用标准试验(benchmark test)方法验证了该算法的精度及可行性,计算结果表明该算法能大大提高计算精度,并能准确地捕捉到剪切带的分布.     

多星座GNSS卫星轨道模型简化方法研究

为提高多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率,从卫星椭圆轨道的近似,统一同一星座卫星轨道半长轴长度,基于K-means算法对升交点赤经数据进行聚类划分与重新赋值这3个方面对模型进行了简化,并进行了仿真计算. 仿真结果表明,该方法的采用显著减少了需要显示的轨道数量,减少了完成模型渲染所需的时间,提高了每秒显示帧数. 多星座GNSS卫星轨道模型的可视化效率得到明显提高.