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。     

地日系统中Lagrange点附近的编队队形重构

L agrange点附近的编队研究对深空探测有着非常重要的意义。该文研究了利用双脉冲变轨实现三体问题中H a lo轨道附近编队的队形重构问题。证明了在短时间重构时,三体问题中存在着与Hohm ann变轨类似的结论:始末脉冲法是双变轨法中能量最优的重构方法。给出了实现重构所需能量的近似解析表达式和精确计算的数值方法。短时间重构的情况下,数值方法与解析方法得到的结果几乎相同。结果表明:在使用始末法实现重构时,重构所需要能量随重构时间的增加而减少,随重构半径的增加而增加。     

不同轮割制度对内蒙古大针茅草原群落组成的影响

野外试验设计结合室内分析,探讨了以大针茅(Stipa grandis)为建群种的锡林郭勒典型草原区不同轮割制度对割草场产量、物种组成、群落结构及营养状态的影响.一年割2次的利用方式在短期内生物量收获较大,但这种状态较难持续;完全围封不利用也不利于草场恢复;一年割1次的适度刈割制度在当地较为合理,但是连年刈割会导致草场营养贫瘠,植物补偿现象减弱.越高频刈割对大针茅和羊草(Leymus chinensis)种群的影响越严重,产量明显减少,重要值下降,而糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)种群则相反;随刈割频度的增高根茎禾草在群落中的相对生物量上升,丛生禾草下降,二者明显互补.刈割对土壤和植物的N素质量分数影响最明显,连续刈割3年的土壤有效N质量分数较对照区降低18.62%,且达到显著水平,有效p,K质量分数也分别下降8.79%和1.93%.     

飞向Halo轨道的太阳帆航天器轨迹优化设计

研究了太阳帆航天器从地球同步轨道飞向日-地第2Lagrange(L2)点Halo轨道时其转移并入轨的轨迹优化设计问题。提出了分3阶段优化设计的方法:首先调整航天器逃离地球的飞行轨迹,使其比较接近目标Halo轨道的不变流形;再借助不变流形,用遗传算法求解相应的最优控制,使其转移到目标Halo轨道的不变流形上;最后航天器将沿流形飞行完成入轨。数值仿真结果表明,提出的方法可以得到相当好的转移轨道。由此显示:将转移轨道分为若干阶段,借助不变流形,用遗传算法求解最优控制问题的轨道优化设计方法对于此类小推力变轨问题是切实可行的。     

多颗小行星探测顺序确定及轨迹优化

小行星探测日渐成为深空探测领域的一个研究热点。考虑小行星Kepler轨道以及小推力航天器的特点,从能量和相位的角度推导出多颗小行星探测顺序的确定准则,并利用优化算法对航天器的飞行轨迹进行了全局优化设计。算法在满足约束条件的前提下,使得航天器剩余质量与飞行时间的比值达到最大,并通过数值仿真算例验证了算法的可行性。结果表明:该算法综合利用遗传算法和局部优化算法具有精度高、计算简单的特点,可用于小行星探测的轨迹优化设计问题。     

内蒙古羊草草原退化系列上群落生物量组成特征的研究

通过对羊草草原退化系列上四个退化梯度植物种类组成、不同生活型和水分生态型的绝对和相对生物量以及群落的多样性指数的比较发现,随着退化程度的增强,物种的数量逐渐减少.禾本科在群落中的作用逐渐下降,而其它科,尤其是菊科的作用逐渐增大.群落科组成的多样性随着群落的退化先降后增,水分生态类型的多样性则逐渐下降.旱生植物的生物量逐渐增加,其作用随着群落的退化也逐渐增强,整个群落逐渐向旱生方向发展.多年生根茎禾草在群落中的生物量逐渐降低.群落生活型组成的多样性先降后增.在重度退化群落,多年生根茎禾草和多年生丛生禾草的相对生物量均有所下降,小半灌木和多年生草本的相对生物量有所升高,四种植物在群落中优势度较为平均,打破了原生群落中多年生丛生禾草和多年生根茎禾草占优势的局面.     

内蒙古多伦县土地利用现状分析

利用 3S技术和 PCA,CLAUSTURE方法对多伦县土地利用现状和存在问题进行了分析 ,结果如下 :1 )多伦县土地利用结构充分反映其农牧交错地带的特征 ,草场、耕地、其它类土地 (以沙地为主 )以“三三制”构成 ,并且农耕地、沙地较多而林地较少 .2 )多伦县耕地中旱地占绝大多数 ,生产效率较低 .3)多伦县草场牲畜超载过牧严重 ,80 %发生了不同程度的退化 .4 )生态环境建设是多伦县今后工作的重点之一 ,它不仅关系到本地区的农牧业可持续发展 ,而且将为滦河上游水源地的保护起到积极的作用 .5)多伦县的地缘优势和资源优势为其下一步发展高效农牧业特别是高效畜牧业提供了可能     

农牧交错带多伦县耕地变化及问题分析

对农牧交错区的典型地段内蒙古多伦县的耕地变化情况进行了分析,结果表明：多伦县耕地面积自七十年代末起呈现逐年增加的趋势,总面积增加了2．9万hm^2,全县耕地面积增加与黑山嘴乡、西干沟乡、大河口乡、三道沟乡、大北沟乡和十五号乡等乡的面积增加具有极显的正相关关系。多伦县农作物产量与耕地面积具有显的正相关关系,耕地面积的增加除带来作物产量增加的正效益外,同时也对环境产生负面影响,导致环境质量的下降。     

非理想太阳帆航天器时间最优交会任务

该文研究了非理想太阳帆航天器的时间最优交会任务。采用太阳帆光学模型,建立了量纲归一化的3维动力学方程。在只考虑太阳引力和太阳光压力的情况下,应用间接法建立了包含发射窗口的交会任务时间最优控制模型。详细推导了光学模型太阳帆的最优控制律。采用美国国家航空航天局(NASA)的非理想太阳帆试验数据,研究太阳光压因子为0.05至0.1的太阳帆金星交会任务。仿真发现,太阳帆航天器轨道设计时需考虑非理想模型的影响,非理想太阳帆飞行时间较理想太阳帆有所增加,且姿态控制规律有所不同。