人造卫星测轨新方法——单位矢量法

根据单位矢量法测轨原理,在人造卫星初轨计算的单位矢量法的基础上,完善了数学模型,改进了计算方法,建立了单位矢量法的从无摄初轨到有摄初轨,从初轨计算到轨道改进的系列算法,研制了融初轨计算和轨道改进于一体的统一测轨方法（PUVM2）.PUVM2方法对5个轨道根数进行了非线性化处理,避免了微分轨道改进时要对所有轨道根数求有摄偏导数的繁复计算,简化了工作环节.大量的仿真和实测计算表明,该方法可以有效地提高轨道半长轴和平纬度角的测定精度,这对卫星测控、轨道预报和空间目标监视都非常有利;该方法适用于不同偏心率轨道的定轨,具有广阔的应用前景.     

机器人可达工作空间数值计算的新方法

本文讨论变量有约束的空间体在空间曲面上的边界问题,给出确定边界的递归数值计算方法,并在此基础上进一步导出了启发式的简化算法.作为上述一般算法的特例,给出了机器人可达工作空间数值计算的新方法.     

双增形水平井轨道的设计

双增形轨道是中、长半径水平并最常用的设计轨道。卡尔森等人提出了设计双增轨道的平行切线法。本文在肯定卡文的思路和方法的同时,指出卡文中计算切线段井斜角的公式有错误,并给出了正确的计算公式。同时还进一步指出了平行切线法的不足之处,从而提出了设计双增轨道的最优进入法,可使进入点与窗口中心重合,同时给出了计算公式和算例。     

地月转移轨道的Vinti多圆锥截线轨道预报方法

采用解析法近似、快速地预报地月转移轨道,对月球探测器的任务分析和轨道设计具有重要意义。已有的近似解析算法未考虑地球扁率影响,造成误差扩散,影响预报精度。本文给出一种新的快速准确预报地月转移轨道的解析算法,采用Vinti法对地月转移轨道的近地段进行扁率修正,采用多圆锥截线法预报地月转移轨道;讨论了算法中扁率修正时间长度和多圆锥截线变步长策略的选取,比较了多种典型地月转移轨道的预报方法精度与速度。与精确数值积分方法相比,新解析算法的计算速度快3个数量级,并且近月点位置的预报误差小于100km。     

小倾角近圆轨道天体探测发射窗口与初始轨道的确定

传统上用于确定深空探测航天器发射窗口的pork-chop囤法计算量大、计算效率低,且局限于二体模型,不能给出可直接用于进一步优化的初始轨道。本文针对火星等小倾角近圈轨道天体探测问题,提出了根据发射任务所提供的能量C3．直接确定最短飞行时问发射富口的方法;考虑三体摄动后,可以给出接近实际模型的初始轨道,用于进一步的优化。     

人造地球卫星的相对论中间轨道

将中间轨道理论推广到考虑广义相对论效应的人造地球卫星轨道计算中，给出了相对论中间轨道的积分，导出了以轨道根数为变量的相对论摄动运动方程，并与非相对论的结果进行了比较     

最优指派问题的动态规划模型及算法

考虑了指派问题:有m项工作和n个人.若m与n是相同的,并且每一项工作只能由一个人来做;同时,每一个人只能做一项工作;符合这一条件的指派问题称为标准指派问题;若m与n不相同, 则称为非标准指派问题.本文在充分考虑了指派问题性质的基础上,建立了求解标准指派问题的动态规划模型,并给出了其求解算法;同时在标准指派问题的动态规划模型的基础上给出了求解非标准指派问题的动态规划模型.最后,通过实例说明了本文提出的方法的基本步骤和计算方法的可靠性.     

基于矢量斜分解系数的近似状态转移矩阵及在轨道确定中的应用

单位矢量法是由中国科学院紫金山天文台提出并得到了广泛应用的一种轨道确定算法。在将单位矢量法与微分轨道改进这两种算法分析比对的基础上,我们提出了适用于短弧段不同类型观测数据进行融合轨道确定的计算方案。该方案基于位置和速度矢量的斜分解公式,构造了轨道计算算法中的状态转移矩阵的近似计算方案。与经典的微分轨道改进算法相比,新算法在计算近似状态转移矩阵的过程中,不涉及状态转移矩阵的复杂计算,简化了算法;与单位矢量法相比,从理论上分析清楚了该方法的收敛机制,以及单位矢量法在加权处理上所存在的缺陷,较好地解决了加权问题,使得新方法比原单位矢量法具有更好的通用性。仿真数据和实测数据的数值结果表明,该方法具有较好的数值稳定性和合理的权重分配。     

浅析铁路轨道的强度计算

本文轨道强度计算的目的和主要内容作了阐述,着重分析了铁路轨道的受力状况,给出轨道强度计算的必要性;尤其是在我国铁路飞速发展的今天,更有其重要意义。     

点到二维隐式曲线的正交投影算法

针对点到二维(2D)隐式曲线的正交投影问题,提出了一种稳定的几何迭代算法.分析隐式曲线在初始点处的曲率,将给定点向初始点处的切线或曲率圆作投影,并建立了追踪投影点的一阶和二阶泰勒迭代方法;在此基础上提出了基于曲率的步长控制策略;考虑到泰勒迭代方法产生的误差,进一步给出了基于梯度的迭代误差矫正方法.最后,给出了计算给定点到二维隐式曲线正交投影的完整算法.仿真结果表明,算法稳定、高效,收敛性良好.     

利用广播星历计算GPS卫星位置及误差分析

为了提高GPS卫星轨道计算的精确性和实时性,通过对GPS卫星的广播星历进行分析,利用从广播星历中获取的开普勒轨道参数和轨道摄动修正项,以2005年11月6日的R INEX格式的广播星历为例,通过编程,计算了07号卫星当天24 h的轨道位置坐标,并将其与当天的精密星历所提供的卫星轨道位置坐标进行对比,并对广播星历的轨道精度进行初步的讨论。结果表明,该方法确实提高了GPS卫星轨道位置坐标计算的精度。利用广播星历计算GPS卫星位置的误差主要是由于时间外推方法造成的。     

椭圆封头容器的计算机辅助计算

阐述了精确计算任意非标准椭圆封头的容积及椭圆封头型发酵罐、贮罐的公称容积的计算方法;应用计算机辅助设计的算法,根据公称容积和公称直径设计计算了椭圆封头罐,并举例给出了1000 m3椭圆封头型罐的相关数据,为食品、化工和医药的发酵领域的生产和设计部门进行椭圆封头型罐设计和使用提供了实用技术。     

卫星轨道完备性监测研究

为了解决高精度定位中的卫星轨道粗差判别问题,采用轨道积分方法和轨道拟合方法,重点分析了卫星精密星历SP3文件的轨道积分精度,利用对卫星轨道加入不同粗差的计算方案,讨论了轨道积分的精度以及其对定位的影响,研究了利用卫星轨道积分精度实现完备性监测的方法。结果表明:通过卫星轨道积分精度的方法,可以反映卫星的粗差信息并予以将粗差卫星剔除;当剔除粗差卫星后,精密单点定位精度提高;当对正常卫星加入粗差,且随着加入粗差的增大,卫星轨道积分精度越来越差。该成果对完备性监测的研究具有一定的参考价值和指导意义。     

GPS卫星轨道插值及拟合研究

基于GPS广播星历,采用拉格朗日插值、切比雪夫多项式拟合及埃尔密特插值3种算法进行卫星轨道插值、拟合研究,然后把运算结果与卫星轨道外推结果进行对比分析.结果表明,3种算法在相同阶数条件下,切比雪夫多项式拟合可以达到最好的拟合精度,拉格朗日插值算法次之,埃尔米特插值精度最低;但从运算时间量分析,拉格朗日插值算法运算速度最快,而切比雪夫多项式拟合次之,埃尔米特插值最慢.     

索末菲定态椭圆轨道的推导

从最基本的库仑场守恒情况、椭圆方程和量子化条件出发,给出了索末菲定态椭圆轨道计算的详细推导过程。利用三个守恒定律结合椭圆方程,简明地推出了物理量与椭圆几何参数的三个方程。通过构造物理量找到了电子运动一个周期的总能量与平均动能的关系。在此基础上,应用两个量子化条件,推出了类氢原子的量子化椭圆轨道和能级。     

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。     

大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计及斜距模型

针对大椭圆轨道合成孔径雷达存在大偏心率,时变轨道高度及时变卫星速度等特性,首次开展了大椭圆轨道SAR滑动模式设计研究.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式设计,考虑了不同轨道位置处不同分辨率改善因子、地面波束足迹一致性、天线扫描角度、天线扫描角速度等.对大椭圆轨道SAR滑动聚束模式回波斜距模型研究.仿真分析结果表明大椭圆轨道SAR滑动聚束模式参数需要随轨道位置变化进行调整,为了满足成像需求斜距模型需要展开到三阶.      

关于n部图的无向不同构图计算

通过建立一个新的向量映射关系,并在该向量映射关系下应用图论、有限群对集合的作用、轨道及等价关系等对三部图中无向不同构图的计算结果进行推广,研究了n部图的无向不同构图的计算问题,并给出了计算公式.     

基于脉冲星和太阳敏感器的日地系Halo轨道组合导航研究

为提高平动点轨道探测器的自主导航能力,提出一种利用X射线脉冲星和太阳敏感器的导航算法. 利用X射线脉冲星导航理论,用X射线探测器测量X射线脉冲到达时间,同时利用太阳敏感器测量太阳视线方向矢量,建立导航系统观测方程. 在高精度星历模型下,对日地系Halo轨道建立数学模型,利用二级微分修正方法获取地球质心惯性系下的标称轨道,利用基于UD分解的联邦Unscented卡尔曼滤波方法进行状态估计,并研究了摄动因素对导航结果的影响. 仿真结果表明,该方法能够完成日地系平动点轨道的自主导航,并且比X射线脉冲星单独导航具有更高的导航精度.      

GPS卫星位置解算算法研究

GPS定位中需要计算出卫星位置信息来确定用户位置。为快速准确定位,必须得到精确的卫星位置。分析了GPS广播星历,提出了一种利用广播星历和迭代法计算GPS卫星位置的方法,该方法解算速度快、准确度高。