卫星和飞船的全程跟踪测控的数学模型

对监控卫星或飞船的地面测控站点的建立进行了较为全面的分析,通过对不同的运行轨道的讨论,建立了相应的数学模型,并通过对神州七号飞船相关资料的收集整理,对模型进行了求解和验证,得出了实际数据基本相符的结论.     

卫星和飞船的跟踪测控建模分析

针对2009年全国大学生数学建模竞赛——卫星或飞船的跟踪测控问题,讨论了所有测控站与卫星的运行轨道共面的情况下实现全程监控所需测控站个数。分别就卫星在圆形轨道和椭圆轨道上运行的情况,利用几何与向量知识建立模型,通过MATLAB编程和数值计算的方法给出了卫星在不同飞行高度上测控站点的个数以及各测控站点的具体位置。     

卫星和飞船的跟踪测控模型

卫星和飞船在国民经济和国防建设中有着重要作用,对卫星和飞船的测控成了航天系统的一个重要组成部分。在对卫星和飞船全程测控的前提下,分析了卫星和飞船的运行轨迹,并建立了简化的测控站分布模型。     

卫星和飞船的跟踪测控模型

为了对卫星和飞船的发射与运行过程进行全程跟踪测控,建立了完全覆盖模型和动态跟踪模型,得到建立测控站的个数,并用相关的实际数据来检验模型的合理性与应用性。     

中巴测控卫星工程项目运筹学应用研究

中国-巴西测控卫星工程项目是我国在高技术领域与巴西合作的一个工程项目，也是我国航天机构与国外航天机构在卫星测控领域的首次合作项目。该工程项目取得了圆满成功，为我国今后进行类似的国际合作积累了丰富的经验。建立了该工程项目管理中若干实际问题的运筹学模型，概述了运筹学的应用效果。     

卫星电视广播的日凌和卫星蚀日期的理论分析与计算

日凌和卫星蚀对卫星电视广播的正常接收干扰严重，其发生日期的计算是一个实际的工程技术问题。特别是近年来有线广播电视的发展，卫星电视广播接收系统，已成为各台前端机房的重要组成部分，如何推算日凌和卫星蚀的日期，提前采取措施、确保卫星电视广播的正常接收，是每个广播电视工程技术人员所必备的技术     

卫星测控系统中的大气折射在线修正模型研究

在卫星发射和运行过程中,精确测量其飞行的轨道参数是地面卫星测控系统的主要任务之一.要使地面测控系统对卫星进行精确地定位,就必需对引起测控系统误差源之一的大气折射误差进行修正.根据电波传播理论和我国大气环境特点,针对地面卫星测控系统要求的高精度、实时性等特点,利用我国10年探空环境资料,建立了基于母函数的大气折射误差在线...     

GEO与LEO卫星的联合被动定位

GPS的出现给定位技术带来了革命性的进步,但也造成了对GPS系统的依赖,这不利于某些特殊的应用场合。而要建设一个与GPS类似的系统在技术与成本上都还有困难,寻找新的定位方式已经成为必然。在分析了GEO和LEO卫星可能提供的定位形式后,提出了一种综合GEO卫星和LEO卫星的联合被动定位方案。经模拟仿真证实,在平面地球模型下,采用所提方案的普通接收机的定位误差均值为1．5km(典型值),而较为先进的接收机可以达到小于500m(典型值)的定位精度,并给出了较为全面的误差分析。     

卫星地面站电磁干扰的测量与评估

介绍了卫星电测的原理和方法，并结合实际工作对电测计算的经验公式提出修改意见     

回归大椭圆轨道卫星轨迹保持策略与仿真

为了实现大椭圆轨道卫星星下点在一定经度范围内回归,保持对特定区域的长时间观测,对优化轨迹保持策略进行了深入研究。首先提出了必须根据共振大椭圆卫星的轨道演变规律进行轨迹保持。同时分析了大椭圆轨道卫星满足回归条件的轨道约束;其次分析了主要动力学模型的摄动规律,建立了轨道摄动对升交点赤经、半长轴以及轨迹漂移影响的计算模型;最后结合工程应用实际,给出了具体的回归大椭圆轨道的轨迹保持周期和保持策略。通过仿真实验及结果分析,表明了该策略的正确性和有效性,为回归大椭圆轨道卫星的轨道设计和测控实施提供技术参考。     

低轨飞行器跟踪控制算法模型设计

低轨飞行跟踪控制有2种模式:已知运行轨迹的运行情况跟踪和随动飞行器跟踪.对已知运动轨迹的飞行器跟踪,主要是获取飞行器的运行轨迹参数,用以判断飞行轨迹是否偏离原来的设定,通过调节接收器的跟踪位置以获取传输的数据;随动跟踪的运行轨迹未知,跟踪算法和设备状况有关,控制过程算法要求高.就一跟踪系统对已知轨迹低轨飞行器的跟踪控制算法模型进行了设计,在应用上取得了较好的效果.     

低轨道卫星功率带宽资源联合分配方法

由于低轨道卫星星上功率和带宽资源有限,设计有效的资源分配方法具有重要的意义.基于此提出了一种低轨道星间功率带宽资源联合分配方法,提高了星间资源分配的公平性和网络业务承载能力.该方法应用地面站数目和星地链路存在时间刻画星间链路容量的比例,将星间资源分配问题归纳为非线性混合整数规划问题.通过引入动态可行域,定义二元变量更新操作来改进燕子群算法,用于优化模型求解.仿真得出卫星瞬时吞吐容量和瞬时网络容量变化具有周期性,并伴有随机波动,所提方法牺牲了网络容量,获取了星间资源分配的公平性.     

卫星编队飞行GPS自主导航和控制

本文提出了一般相对轨道动力学方程和用于编队飞行的GPS星栽自主导航模型和算法.同时文章也提出了用GPS伪距测量信息实现卫星编队飞行的建立和保持的自主导航控制方法.其中包括用于编队飞行建立的非线性控制律和用于编队飞行保持的线性控制律.以及相应的估计器的算法.作为这些方法的一个实际应用,文章给出了EO-1/Lantlsat 7编队飞行的自主导航控制系统的设计和实现.一般情况下最优控制律的实现是需要变推力发动机的,在没有变推力发动机的情况下,本文特别给出并验证了用冲量等价的方法实现变推力发动机替代的可行性.上述设计已经过数字仿真的验证,证实了设计的正确性和实现的可行性.     

Globalstar低轨道移动卫星通信系统

简述了低轨道移动卫星通信系统的发展过程，着重介绍美国ＬＱＳＳ公司１９９１年向美国联邦通信委员会提出的一种低轨道移动卫星通信系统──Ｇｏ１ｂａｌｓｔａｒ系统。     

卫星编队飞行的轨道和姿态GPS自主同步反馈控制

鉴于编队飞行之中卫星不但对轨道有要求,而且对姿态也有要求,例如有的编队飞行卫星在惯性空间中有指向控制的要求,或者相互之间有保持一定的姿态关系的要求,同时在轨道控制过程中也需要姿态信息,因此在编队飞行的建立过程中,需要考虑姿态和轨道的协调控制和同步控制问题.本文提出了用汗同步控制的相对轨道和相对姿态运动学和动力学模型、控制率的选择和设计以及用GPS的伪距和载波相位实现轨道和姿态同步实时反馈控制方法.其中包括用修改的Kodrigues参数实现无奇异的大姿态机动的非线性状态跟踪控制.对EO-1/Landsat 7编队飞行的同步控制进行了数字仿真,证实了设计的正确性和实现的可行性.     

比对分析与故障检测技术及其在航天工程中应用

比对分析是工程信号分析与故障诊断的重要手段之一。论文提出并构建了3组可以分别适用于不同情况的数值比对算法,并建立了基于比对残差的渐变型故障分离和突发性故障诊断的实用方法。通过实例说明了比对分析方法在航天外测故障诊断等领域的重要应用。     

航天器抗攻击规避方法研究

首先基于相对轨道要素建立了满足一定精度要求的两飞行器相对运动动力学模型.考虑主要摄动因素以及航天器、未知目标的运动关系.利用航天器上微波雷达等设备测量航天器与未知目标之间的相对距离、高低角和方位角,以及相应的变化率.据此可以计算出被测量目标的相对位置和相对速度,进而计算航天器与未知目标之间的相对轨道要素.实现相对导航.当未知目标轨迹被识别后.根据预警策略判断未知目标是敌意的、非敌意的,并且判定航天器需要规避或暂时不需要规避.并且本文基于相对轨道要素提出了规避轨道机动策略,航天器可以远离未知目标.伴随未知目标飞行,跟随未知目标飞行.机动回到初始飞行轨道.等等.最后.利用Simulink对航天器相对轨道运动、轨道规避预警方案、自主相对导航方案、轨道规避控制策略进行了建模.选取了典型的未知目标攻击和航天器规避算例,从仿真结果可以看出,本文所述规避方法是可行性的.     

基于OAT输入整形器和能量控制的不确定柔性航天器姿态跟踪

针对含模型不确定性的柔性航天器姿态跟踪和振动抑制问题,提出了一种将最优任意时延(OAT)输入整形器和能量控制相结合的控制方法.其中前馈控制是根据系统标称模型参数设计的OAT输入整形控制,将其与参考输入指令做卷积后作用到标称模型上能够实现期望的姿态跟踪,且当反馈控制环节出现故障时能保证受控系统的基本安全性.考虑到标称模型与实际系统间的误差,采用基于对象能量的跟踪控制方案设计了反馈控制器,并证明了与前馈控制结合后闭环系统的稳定性.仿真结果验证了所提出方法的优越性.