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2010年  第30卷  第6期

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论文
火星探测直接转移轨道精确求解研究
高飞
2010, 30(6): 519-523. doi: 10.11728/cjss2010.06.519
摘要(2778) PDF 499KB(1131)
摘要:
针对火星探测直接转移轨道精确求解问题, 提出了一种快速微分修正算法. 基于二体模型建立控制参数和目标参数偏差关系的数学模型, 并由此求解系统的偏导数矩阵; 采用B平面参数作为中间变量, 对算法进行两层迭代设计, 有效地减少了求解过程中的积分运算次数. 以2018年火星探测机会为例对算法进行了验证, 仿真结果表明, 利用圆锥曲线拼接法得到的轨道初值, 求解一条标准轨道只需6~9次积分迭代. 通过STK对计算结果进行了对比和验证.
对空间多目标多次接近的轨道设计
付晓锋, 王威, 郗晓宁
2010, 30(6): 524-531. doi: 10.11728/cjss2010.06.524
摘要(2329) PDF 565KB(1158)
摘要:
基于单航天器对空间多目标单次接近轨道设计的研究结果, 讨论了单航天器对空间 多目标多次接近的轨道设计问题. 提出了接近指标用于设计能多次接近多个空间目标的航天器轨道；以二体接近轨道为基础, 给出了接近轨道解空间的求取方法; 利用三种轨道调整方法构造了三种复杂度不同的新解并产生算子, 分析了它们的解空间和最优解分布, 采用改进的模拟退火算法求解出最优接近轨道. 仿真实验验证了轨道设计算法的正确性.
基于天基雷达的空间目标轨道预测
刘波, 李道京, 尹建凤, 乔明
2010, 30(6): 532-539. doi: 10.11728/cjss2010.06.532
摘要(2491) PDF 608KB(1087)
摘要:
根据天基雷达获取的空间目标位置和速度参数, 研究了计算空间目标轨道根数的方法, 以实现对空间目标的初定轨. 分析了雷达坐标系下对目标的观测误差给协议天球坐标系下的目标参数估计带来的影响. 提出了空间二体相遇问题的一种解决方案. 利用已知的空间站轨道, 仿真分析了空间目标在一周之内和空间站的相遇情况, 同时给出了目标轨道预测的误差分析.
平动点任务转移轨道中途修正研究
李明涛, 郑建华
2010, 30(6): 540-546. doi: 10.11728/cjss2010.06.540
摘要(2300) PDF 552KB(1104)
摘要:
平动点在深空探测中具有重要作用. 由于发射中不可避免地会存在误差, 平动点卫星往往需要考虑转移轨道的中途修正. 本文从工程实用角度出发, 根据以往平动点任务的中途修正经验, 确定中途修正序列,综合以往文献对误差的处理, 给出了误差的分布参数; 将转移轨道中途修正问题转化为转移轨道设计问题, 使用微分修正算法求解转移轨道中途修正问题; 利用蒙特卡洛模拟给出统计性数据. 仿真结果验证了方法的有效性. 对于日地系 110天类型的转移轨道, 在95 %的置信水平下, 只需要78.0 m/s的机动速度, 即可以保证位置误差在66.1 km之内.
LL-SST的重力场测量类空间圆编队构型设计
陈雯雯, 邵晓巍, 段登平
2010, 30(6): 547-553. doi: 10.11728/cjss2010.06.547
摘要(2264) PDF 738KB(909)
摘要:
根据LL-SST重力场测量改进对编队构型设计的要求, 基于平均轨道根数描述的编队运动学方程, 对自然轨道的编队构型进行了地球扁率二阶摄动下的修正, 设计了在J2长期项和J3长周期项影响下相对稳定的类空间圆编队构型, 并得到卫星的初始轨道根数. 仿真表明, 30天的仿真时间内, 设计所得构型满足重力场测量下编队的约束, 且在J2长期项和J3长周期项摄动影响下, 与考虑J2半长轴修正设计的空间圆构型相比, 在径向和迹向上的漂移量分别减少了99.980 %, 99.976 %, 法向振幅发散减少了99.710 %.
地基行星大气掩星观测资料流程和数据整理
毛晓飞, 韩婷婷, 李磊, 张素君, 洪振杰
2010, 30(6): 554-561. doi: 10.11728/cjss2010.06.554
摘要(2212) PDF 625KB(1237)
摘要:
在中国火星探测萤火一号(YH-1)计划中, 包括了地基掩星观测反演火星大气的科研任务. 观测资料整理是反演流程的第一步. 本文描述了地基火星大气掩星观测处理软件系统的观测数据流程和观测资料整理模块,并详细介绍了观测资料整理模块的结构和功能, 其中包括时间系统转换、历表插值、坐标系变换、信号时延改正以及掩星平面建立. 利用行星数据系统公布的火星快车无线电科学数据和由SPICE得到的地球、火星历表以及火星快车的轨道数据, 结合本文的算法, 得到了一些实验结果.
电推进羽流诊断中阻滞势分析器的快速处理算法
周斌, 赵华, 李磊
2010, 30(6): 562-566. doi: 10.11728/cjss2010.06.562
摘要(2137) PDF 524KB(905)
摘要:
介绍了一种基于统计方法分析阻滞势分析器响应曲线的数据处理算法. 该算法可以在电推进诊断中快速提取待测粒子的环境参数. 通过对阻滞势分析器测量得到的U-I响应曲线物理性质的分析, 推导出以曲线中所有测量值为基础提取粒子温度和密度的统计处理算法. 以具体卫星电推进诊断中对阻滞势分析器的测量要求以及工程参数为例, 设计并进行了仿真模拟实验. 在设计要求的测量范围内, 利用本文算法得到的离子密度的平均误差为6.62 %, 粒子温度的平均误差为7.45 %. 通过分析算法运算量, 在实际工程中采用12 MHz主频的8031处理器可以在0.5 s内完成本算法全部处理过程.
基于STK的GPS/LEO无线电掩星技术仿真研究
符俊, 钱山, 张士峰, 蔡洪
2010, 30(6): 567-572. doi: 10.11728/cjss2010.06.567
摘要(2990) PDF 584KB(1358)
摘要:
GPS/LEO无线电掩星技术反演地球大气参数剖面已经具有较高的精度. 国外开展了多个GPS/LEO掩星项目, 但中国还尚未深入进行相关的实验, 这制约了中国掩星技术的发展. 本文提出基于STK进行GPS/LEO掩星技术研究的方法; 根据GPS/LEO掩星的原理, 推导出掩星事件发生的条件和掩星切点的计算公式; 利用STK对掩星过程进行模拟, 得到掩星数据. 在大气球对称假设和大气模型已知的条件下, 反演得到中性大气折射指数. 通过比较模型和反演数据, 表明反演数据精度较高, 验证了利用STK模拟GPS/LEO掩星实验方法的可行性.
观测资料和卫星钟差对PPP参数收敛影响分析
郑作亚, 党亚民, 卢秀山, 阳凡林, 郭金运
2010, 30(6): 573-578. doi: 10.11728/cjss2010.06.573
摘要(2245) PDF 542KB(1046)
摘要:
在GPS 单点定位中, 参数解算的收敛时间和收敛稳定性是重要的研究内容之一, 影响收敛时间和收敛稳定性的因素很多, 本文主要就观测资料的不同采样间隔、卫星钟差资料的不同采样间隔、不同的定位精度要求对精密单点定位中参数收敛时间的影响进行了深入的分析探讨, 以中国上海GPS综合应用网中的12个测站资料为例, 分析了采样间隔、定位精度要求与收敛时间的关系, 并对不同采样间隔的收敛时间进行了统计分析, 得出一些初步结论.
X射线脉冲星/SINS组合导航研究
孙守明, 郑伟, 汤国建
2010, 30(6): 579-583. doi: 10.11728/cjss2010.06.579
摘要(2451) PDF 489KB(1146)
摘要:
X射线脉冲星导航是一种新兴的天文导航方法, 该导航方法可靠、稳定, 不受近地空间的限制, 但在轨道机动过程中导航精度不高. 针对此问题提出了X射线脉冲星/SINS组合导航方法, 对该方法的应用效果进行了数值仿真分析. 结果表明, X射线脉冲星/SINS组合导航在轨道机动过程中具有较高的导航精度, 有效抑制了惯性导航误差随时间的漂移, 提高了X射线脉冲星导航方法的通用性, 为X射线脉冲星导航的工程应用奠定了理论基础.
嫦娥一号卫星CCD立体相机月表图像镶嵌
王景然, 陈圣波, 崔腾飞
2010, 30(6): 584-588. doi: 10.11728/cjss2010.06.584
摘要(2479) PDF 540KB(1479)
摘要:
鉴于嫦娥一号CCD相机获取图像的特殊性, 选用投影的方法, 完成了Apollo12, Apollo14和Apollo15登月点区域的月表正视图像镶嵌. 在分析圆柱投影表象的基础上, 推导出了月球割35º Mercator投影公式. 首先读取单轨数据的经纬度和灰度, 进而根据四个角点的经纬度建立空图框, 并根据分辨率、长度比与月球投影理论分别在纵向和横向上进行网格划分, 实现图框的像元化. 通过单轨图像和图框的坐标匹配完成灰度镶嵌, 匹配误差控制在一个像元以内. 对重叠区域的灰度值进行平滑处理, 最终图像还原来完成月表图像的镶嵌. 该方法有普遍适用性, 可以用于其他轨道图像的镶嵌.
多镜头面阵CCD测绘相机的精度分析
宋梅
2010, 30(6): 589-595. doi: 10.11728/cjss2010.06.589
摘要(2188) PDF 488KB(988)
摘要:
对于空间测绘相机来说测绘精度占首要地位, 而影响拼接测绘相机测量精度的因素有多种. 以多镜头拼接的测绘相机为例, 根据影响外视场拼接测绘相机精度的因素特征, 分析了影响精度的因素和提高面阵测绘相机精度的方法.
风云三号星载天线的准光学分析与设计
程岳云, 王宏建, 易敏, 陈雪, 刘广
2010, 30(6): 596-600. doi: 10.11728/cjss2010.06.596
摘要(2077) PDF 619KB(999)
摘要:
利用准光学原理分析了风云三号卫星湿度仪天馈系统. 利用等效面磁流和等效面电流法分析得到栅网在高斯波束入射时交叉极化小于-42 dB. 应用高斯模耦合法代替传统的ABCD矩阵分析偏馈反射面, 在大焦径比情况下, 推导出较为简单的高斯模耦合矩阵解析式. 系统实测方向图与仿真结果对比显示, 准光学分析能够快速处理偏馈反射面天线系统, 得到较高精度的结果.
高精度空间加速度计及其应用
白彦峥, 田蔚, 周泽兵, 吴书朝, 涂海波
2010, 30(6): 601-606. doi: 10.11728/cjss2010.06.601
摘要(2840) PDF 595KB(3506)
摘要:
高精度空间加速度计不仅可以用来测量航天器受到的非引力, 例如航天器受到地球的热辐射压力、太阳辐射压力、大气阻力等, 而且还可以作为惯性参考用来改善航天器的微重力水平, 即对航天器进行无拖曳控制. 通过对开环加速度计基本工作原理的研究, 概述了高精度空间加速度计的发展趋势和现状, 介绍了几种不同类型的高精度空间加速度计, 重点讨论了其在地球科学和空间基础物理研究中的应用.
单天线GPS姿态测量系统在制导火箭中的应用
丁传炳, 王良明, 郑翠翠
2010, 30(6): 607-611. doi: 10.11728/cjss2010.06.607
摘要(2161) PDF 531KB(1201)
摘要:
了解决火箭横向尺寸不足以安装多天线GPS的技术问题, 提高制导火箭飞行姿态 的测量精度, 研究了利用单天线GPS进行姿态测量的方法. 引入伪姿态的概念, 分析了由伪姿态测量辅助求取载体姿态的具体算法, 建立了单天线GPS姿态测量的数 学模型, 利用卡尔曼滤波模型对状态矢量模型进行滤波, 得到相应的速度、加速度信息, 根据常规姿态与伪姿态的关系, 得到火箭的常规姿态信息. 通过仿真研究, 验证了这种姿态测量系统在制导火箭上的可行性和有效性.
空间站机械臂研究
张凯锋, 周晖, 温庆平, 桑瑞鹏
2010, 30(6): 612-619. doi: 10.11728/cjss2010.06.612
摘要(2704) PDF 760KB(1822)
摘要:
空间极端环境下, 大多数舱外活动必须借助于机械臂. 机械臂是国际空间站的主要组成部分, 其对空间站的在轨组装、外部维修以及运行起着至关重要的作用, 同时机械臂可以减少航天员在舱外的工作时间和频率. 通过对国际空间站成员国关于机械臂研究概况的介绍, 包括航天飞机机械臂、空间站机械臂、欧洲机械臂、日本实验舱机械臂以及德国机械臂, 为中国空间机械臂的设计提供参考.
地震电磁卫星任务规划系统研究
王红飞, 刘玉荣, 阎镇
2010, 30(6): 620-625. doi: 10.11728/cjss2010.06.620
摘要(2429) PDF 482KB(1253)
摘要:
地震电磁卫星任务规划是支持卫星在轨业务运控的核心环节. 通过对地震电磁卫星任务规划系统的研究, 提出了地震电磁探测卫星任务规划的基本原则, 设计了地震电磁探测卫星任务规划系统架构, 分析了系统功能需求和规划处理流程, 在此基础上对地震电磁卫星进行了原型实现.

期刊介绍

ISSN 0254-6124       CN 11-1783/V

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