考虑碰撞与黏滑的小天体表面软着陆模型与轨迹设计

在考虑碰撞与黏滑效应的情况下,针对小天体表面软着陆过程进行了研究.首先采用多面体模型分析了小天体表面的不规则外形与地形地貌.采用软球离散元模型填充多面体模型及覆盖多面体模型表面的方法来模拟不规则小天体的不规则几何外形、引力环境、表面碰撞与弹跳等.分别考虑了无效软着陆和软着陆成功两种不同情形下的着陆器动力学参数计算结果,分析了达到预定软着陆区域和未达到预定软着陆区域的算例的不同.研究表明,小天体表面软着陆的核心问题则是碰撞弹跳与黏滑效应.如果软着陆初始条件选取不佳,着陆器可能弹跳后继续形成环绕轨道运动、或者未弹跳直接形成平衡点附近的拟周期轨道、或者最终着陆区域远离预定软着陆区域而导致任务失败.小天体表面软着陆应尽量选择非赤道面、平坦区域或凹区域进行软着陆.     

电波折射误差修正的精确模型与在线算法

电波折射误差是影响靶场测量数据质量的主要误差源之一。受计算机计算速度的制约以及修正的实时性。在目前实际工程中,电波折射误差修正大部分用的是简化模型,严重影响了数据处理的精度。从大气模型入手,建立了精确的折射误差修正模型,并给出了在线算法。仿真结果证明,该方法在保证计算速度的前提下,极大地提高了数据处理的精度。     

北斗卫星导航系统(一期)星座轨道稳定性设计

星座稳定性设计是星座总体工程设计的主要内涵.针对北斗卫星导航系统(一期)星座稳定性设计问题,在利用解析方法深入分析星座摄动运动规律的基础上,综合考虑系统覆盖、导航精度、几何构型等约束条件,提出一种将发射部署、被动摄动、主动控制相结合的星座稳定性一体化设计方案.北斗星座系统的部署和运行结果表明:在时间和空间尺度上,星座动态几何因子(DOP值)稳定,重点服务区域动态DOP值小于4.2,在受限于构型维持控制的卫星可用性指标方面:IGSO卫星可用性大于99%,GEO卫星平均可用性大于96.7%.     

有连续推力控制的卫星轨道确定算法

连续推力轨道控制跟踪过程,观测量中包含推力加速度信息,反映轨道机动过程中卫星动力学的模型误差。以跟踪和精确定位空间机动目标为目的,给出基于地面雷达观测,实时估计推力加速度,修正卫星动力学模型的轨道确定算法。建立连续推力控制过程变质量动力学模型,给出常推力变加速度满足的运动学微分方程;建立变加速度估计系统状态方程和扩展卡尔曼滤波轨道确定算法;并给出连续推力控制过程中卫星运动状态关于变加速度的变分运动方程。实际飞行控制中应用表明,通过离散观测数据,实时估计连续推力变加速度,解决连续推力过程轨道精确确定问题是可行的。     

基于逆高斯退化过程的面向任务系统CBM优化模型

针对现有单调退化系统视情维修(condition-based maintenance, CBM)优化模型中不完全维修影响考虑单一, 且未同时融入可用度约束的问题, 提出一种考虑不完全维修双重影响与可用度约束的单调退化系统CBM优化模型。首先, 基于具有随机漂移系数的逆高斯过程, 建立系统退化模型并得到相关概率分布; 其次, 描述任务背景下系统演化过程, 建立不完全维修后的剩余损伤模型, 提出随机漂移系数更新公式; 然后, 结合可用度约束给出系统维修或在3种时机更换的概率公式, 并建立CBM优化模型; 最后, 通过数值实验对模型进行对比和敏感性分析, 验证了该模型的可行性和应用价值。