卫星导航定位系统(二十)

20世纪70年代以来,我国航天事业实现了历史性的跨越。介绍了试验卫星、“东方红二号”试验通信卫星、第6颗及第7颗返回式卫星的发射、升空和入轨情况。     

卫星编队飞行指向跟踪姿态控制

卫星编队飞行的应用之一是受控卫星在目标卫星、空间站、载人飞船周围以“编队飞行”的形式相伴飞行,对目标进行观测或者执行更多的操作。该文研究这种应用中的姿态控制问题。假设两个飞行器的轨道信息已知,由轨道信息确定实现姿态跟踪调节所需的一种可能的期望姿态,给出了解析表达式,包括姿态角、姿态角速度及角加速度。采用基于四元数的控制律,用3个动量轮实现了卫星长时间、大角度姿态跟踪机动。仿真结果显示,在超过一个周期的仿真时间内,姿态及姿态角速度与期望姿态的吻合程度比较好,而且力矩的花费也不是太大。     

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。     

卫星编队飞行的协同控制

为了实现卫星编队飞行任务,设计了卫星编队飞行队形协同控制。考虑控制精度以及小推力卫星变轨时间长等特点,采用了相对运动的非线性动力学方程进行数学建模,并采用精度较高的相对轨道根数法设计了目标队形。应用滑模控制理论,设计了跟踪控制器,并通过Lyapunov稳定性理论,证明了控制系统全局渐近稳定性。通过一个“1颗主星与3颗从星”编队的测量基线放大控制仿真,验证了该控制器的可行性。结果表明,该控制器具有控制精度高、实时性强等特点,可用于卫星编队飞行队形协同控制。     

全球卫星定位系统原理及应用

文章系统地介绍了全球卫星定位系统的概念、发展、定位原理及特点，着重介绍了全球卫星定位系统在车辆管理方面的应用。     

基于轨道根数差的卫星编队自主定轨研究

设计一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案。不同于目前广泛采用的Hill方程,采用轨道根数差的形式描述编队卫星间的相对运动规律,选择“无线电 激光”的组合测量方法,利用星间距离信息与方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕星相对轨道的自主确定。仿真结果验证了这种导航方案的有效性。     

太空宝宝,在博罗——探访博罗县航天育种示范基地

利用航天技术发展农业，是当今世界农业领域中的科学技术课题之一，目前只有美国．俄罗斯．中国三个国家拥有返回式卫星技术．并利用该技术开展这个领域的研究。     

Variability of surface circulation in the South China Sea from satellite altimeter data

11-year satellite altimeter sea surface height （SSH） anomaly data from January 1993 to December 2003 are used to present the dominant spatial patterns and temporal variations of the South China Sea （SCS） surface circulation through Empirical Orthogonal Function （EOF） analysis. The first three EOF modes show the obvious seasonal variations of SSH in the SCS. EOF mode one is generally characterized by a basin-wide circulation. Mode two describes the double-cell basin scale circulation structure. The two cells were located off west of the Luzon Island and southeast of Vietnam, respectively. EOF mode three presents the mesoscale eddy structure in the western SCS, which develops into a strong cyclonic eddy rapidly from July to September. EOF mode one and mode three are also embedded with interannual signals, indicating that the SCS surface circulation variation is influenced by El Nino events prominently. The strong El Nino of 1997/98 obviously changed the SCS circulation structure. This study also shows that there existed a series of mesoscale eddies in the western SCS, and their temporal variation indicates intra-seasonal and interannual signals.     

用一维变分方法同化GMS-5反演湿度场及其在降水预报中的应用分析

在应用一维变分方法对GMS-5卫星资料反演的相对湿度场进行了同化分析试验的基础上,进一步分析了通过一维变分方法在MM5模式初始湿度场中融入GMS-5反演湿度场后,对降水预报的影响.分析试验结果表明,应用一维变分方法同化GMS-5反演相对湿度场后所得到的分析场,其均方根误差(rm se)在7个标准等压面上都比背景场要明显减小.均方根误差值在250 hPa下降幅度最大,达到7.1,这相当于12-h预报场rm se下降了48%;下降幅度最小的等压面高度是925 hPa,也达到了1.2,相当于12-h预报场rm se下降了15%.背景湿度场高湿区通常呈带状分布,普遍平滑了中尺度信息.运用一维变分方法融入了卫星信息后,分析场不仅明显改善了背景场湿区偏湿、干区偏干的现象,同时也很好地揭示出了三维湿度场的中尺度细微结构.个例分析表明,将一维变分同化后的GMS-5反演湿度场作为MM5模式的初始湿度场,与直接用NCEP资料的预报结果相比,MM5模式预报的降水强度、降水范围和降水强中心位置均有较明显的改善,更接近于实况观测.     

阿尔金断裂带东端断裂展布型式的研究

利用高精度的ETM卫星图像,从宏观和露头尺度对阿尔金断裂带过祁连山后的酒西盆地-宽滩山地区的断裂展布形式和特征进行了详细的地质解译和实地考察,发现除主干断层以外还有4条具有一定规模的均具左旋位错特征的分支断层,且呈"树枝状"展布。通过研究得出,阿尔金断裂带以"树枝状"的型式消失在酒西盆地和花海盆地内。