载人航天器组合体CO2分压控制策略分析

随着载人航天技术的发展,载人航天器由单舱段构型逐渐发展成为多舱段组合体构型,其中一个或若干个舱段在舱间通风的支持下对组合体密封舱内空气环境进行集中控制。利用多学科建模工具Ecosimpro建立了载人航天器组合体CO2分压控制计算模型,对载人航天器组合体组建过程中,各舱CO2分压水平进行了分析。当舱段数达到3个以上,将会出现非主控舱CO2分压超标现象。针对CO2分压超标现象,提出了3种控制策略:提高全部舱间通风量、更改CO2控制系统位置、提高部分舱间通风量+更改CO2控制系统位置,并对3种控制策略的效果进行了仿真分析。结果表明,更改CO2控制系统位置并提高部分舱间通风量是最有效的载人航天器组合体CO2分压控制策略。     

基于精益协同思想的航天器系统工程研制管理平台

为提升航天器系统工程研制管理能力,剖析航天器系统工程研制管理难点和需求,提出借助信息化技术实现以研制流程为驱动、以工作包为核心、以产品结构为纽带的精益协同智能研制管理模式。通过分析航天器系统工程研制过程构建研制流程,实现研制过程的智能运行、显性管理和全程监控;通过分析航天器系统工程研制要素构建工作包,实现各项研制要素的有机融合、交互与协同;通过分析航天器产品结构构建产品信息包,实现研制信息的统一管理、全面综合、深度应用;基于企业服务总线(enterprise service bus,ESB)技术、Web Service技术和简单对象访问协议技术构建了由资源层、服务层、ESB层和应用层构成的航天器系统工程研制管理平台,实现航天器系统工程研制精益协同智能管理以及真正意义上的过程控制。     

一种强互耦阵列天线的校正方法

Vivaldi天线因具备优异的宽带扫描性能,被广泛应用于雷达、无线通信、测向系统等领域.由于Vivaldi天线单元组阵后存在强电磁耦合作用,使阵列方向图失真引起波束指向偏差,影响测角精度.针对相控阵天线单元间由于互耦引起阵列方向图失真,导致阵列天线波束指向产生偏差这一问题,提出了一种基于最小二乘互耦矩阵的相位校准方法对波束指向进行校正,最后采用了一组X波段的16单元Vivaldi阵列天线进行仿真实验.仿真实验结果表明,针对Vivaldi天线阵列在强互耦情况下波束指向存在偏差这一问题,该校正方法可以对该阵列天线波束指向偏差进行有效校正,为工程应用奠定了理论基础.     

低轨回归轨道卫星轨迹漂移特性分析与控制

针对低轨回归轨道卫星,建立了星下点轨迹漂移的数学模型,研究了星下点轨迹保持控制的问题。首先,分析了回归轨道星下点轨迹的约束条件,给出了星下点轨迹漂移与卫星轨道根数偏差之间的关系。在此基础上,将星下点轨迹保持控制问题转化为基于平均轨道根数的相对轨道控制问题,其中参考卫星是虚拟的,仅受到地球引力影响,利用高斯摄动方程建立了包含J₂摄动和大气阻力摄动的相对运动方程,基于Lyapunov理论设计了星下点轨迹保持的相对平均轨道根数反馈控制律。仿真结果表明,所设计的星下点轨迹控制律能有效地实现星下点轨迹保持的要求。     

几何特征表达及基于几何特征的建筑物提取

通过分析高分辨率遥感图像中建筑物光谱特征存在严重的“同物异谱”和“同谱异物”等情况,发现建筑物的几何特征比其光谱特征更加典型. 在总结了建筑物的一些典型几何特征之后,进行了基于几何特征(面积特征、矩形拟合度特征、长宽比特征、走向特征)的建筑物提取实验,发现利用几何特征能够比较有效地提取到建筑物. 由于图像分割离不开光谱特征,即建筑物几何特征的计算受到其光谱特征的影响,依据几何特征的建筑物提取结果不是非常令人满意的. 高度特征是建筑物最典型的几何特征之一,因此将高度特征引入到图像分割和建筑物提取过程是提高建筑物提取精度的新方向.     

平台-平台惯性系统传递对准技术

分析了平台-平台系统传递对准技术与捷联-捷联系统传递对准技术的差异,在此基础上,推导了平台-平台传递对准中主、子惯导系统速度误差方程和框架角误差方程,建立了平台-平台传递对准数学模型,给出了角速度与角加速度的获取方法,设计的低通滤波能够有效抑制角速度与角加速度中的高频噪声。仿真计算表明,基于速度与框架角匹配的平台-平台传递对准方法能够得到优于0.15°的对准精度。     

基于hp自适应伪谱法的N脉冲轨道优化设计

在实效性要求高的空间操控任务中,脉冲轨道的优化设计必不可少。针对脉冲轨道转移和交会的优化设计问题,基于hp自适应伪谱法设计一种通用方法,以直接法计算为主,综合使用间接法主矢量理论交互式规划出最优N脉冲轨道的机动方案。该方法以hp自适应伪谱法直接求解首末端双脉冲机动,依据间接法最优脉冲机动满足的主矢量必要条件进行检验,通过增加脉冲或者首末端漂移进行交互式规划,逐步确定出最优脉冲数目N的值,再采用hp自适应伪谱法求解出各脉冲速度增量的矢量与施加时刻,获得脉冲轨道的优化设计。提供2个仿真场景算例,求解过程和结果表明,该方法对初值敏感度小、鲁棒性强、收敛快、实用有效,可以便捷处理脉冲轨道的优化设计问题。     

空间同位素热源故障再入极端环境条件分析

空间核动力源是支撑人类探索宇宙空间的关键技术,但安全问题始终是空间核动力源设计和应用的重要部分。文章以我国未来月球探测任务为背景,针对可能发生的典型的事故场景,建立三自由度动力学模型,并引入基于化学非平衡方程、完全气体方程的计算流体力学方法,开展空间同位素热源故障再入情况下的极端环境条件分析,分析空间同位素热源故障再入情况下气动力/热环境、海平面高度飞行速度和弹道倾角等极端环境条件。研究结果表明：同位素热源阻力系数为1.6左右,无量纲纵向压心系数约为0.5,再入过程0攻角驻点热流密度峰值约为8.1 MW/m²,总加热量约为101.55 MJ/m²;从80 km开始经178.3 s到达海平面高度,此时同位素热源的飞行速度为86.5 m/s,弹道倾角为-89.9°。     

水下战视景仿真系统建模及实时场景渲染方法

针对水下对抗建模中随机误差加入的合理性及复杂环境实时细致再现的问题,提出了一种基于高层体系结构(high level architecture, HLA)和军用仿真平台Flames构建一个可定制、可重用的水下对抗视景系统的设计方法,引入基于分形布朗运动(fractional Brownian motion, fBm)特征约束的随机误差来构建仿真模型,同时开发出基于开放场景图(open scene graph, OSG)视景引擎的海面和水下空间,充分利用图形处理单元(graphic processing unit, GPU)实现海面和海底地形等的快速纹理映射及渲染。该系统能适应潜舰、直升机潜等多种水下对抗样式的视景仿真需求。实际应用结果表明,该系统具有较好的实时性和视觉效果。     

遥感产品生产系统中产品算法的流程化处理

在遥感影像产品的生产过程中往往需要一个或多个算法,而算法之间的相互依赖关系的描述则会直接影响卫星产品生产时算法的执行能力以及规模化处理效率。因此,通过遥感产品共性,对卫星算法处理产品的流程进行分析,利用JGraph开源包将遥感卫星产品算法封装成其特有的组件,形成一种从影像输入到影像处理再到影像产品输出一体化管理的工作流。将此方法应用到国家民用空间基础设施"十三五"建设的相关平台中,研究结果不仅对算法处理产品的流程复杂程度进行了一定的优化,也在规范卫星产品生产流程中提高了卫星共性产品的生产效率。