国家自然科学基金(61174204)
- 作品数：12 被引量：50H指数：3
- 相关作者：张科吕梅柏薛舜李言俊李恒年更多>>
- 相关机构：西北工业大学中国西安卫星测控中心上海卫星工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金西北工业大学基础研究基金航天支撑技术基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术交通运输工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 空间转移飞行器自主导航系统的信息融合方法被引量：1
- 2013年
- 针对空间转移飞行器的工作环境和特点,分析了捷联惯性导航系统(SINS)、GPS和星敏感器(SS)的优缺点,提出了基于SINS/GPS/SS的空间转移飞行器自主导航系统的信息融合方法,该方法可取长补短,将GPS定位和星敏感器定姿精度高的优势辅助于捷联惯导系统,建立了组合导航滤波模型,利用联邦滤波组合导航中各子滤波器没有私有状态变量的特点,改进了联邦Kalman滤波器,可动态地选取并优化信息分配因子,便于实时处理。仿真结果表明,改进的联邦滤波算法能充分运用各导航系统的信息进行信息互补和信息融合,比传统的联邦滤波算法有更高的估计精度,可满足空间转移飞行器长时间的自主导航要求,是一种较理想的自主导航方案,具有重要的工程应用价值。
- 刘海鹏张科李恒年孙守明
- 关键词：自主导航SINS联邦滤波信息融合
- 太阳摄动下的地-月系统特性
- 2014年
- 分析了太阳引力摄动下地-月系统的动力学特性。以地-月圆型限制性三体问题为基础,考虑与其非共面的太阳运动,建立了受摄地-月问题的动力学模型;求解此模型的平衡点位置,考察了它们的变化规律及稳定性;构造了非自治系统的类Jacobi积分,从而得到受摄三体系统的零速度面,分析了其连通域随地-月相位的变化情况。计算结果表明,在太阳引力摄动下,地-月系统的平衡点位于无摄三体系统的平动点附近,稳定性也与其附近的平动点保持一致,受摄系统的Hill连通域与地月相位有关,并呈非周期性变化。
- 张云燕李楠李言俊
- 关键词：稳定性
- 一种基于改进的蚁群优化算法的三维空间路径搜索算法被引量：6
- 2014年
- 针对传统二维平面的随机搜索算法——蚁群优化算法不能满足三维空间路径搜索以及快速性要求等问题,提出了改进的方法。基于栅格离散方法创建空间环境地图,通过引入搜索主方向、可视域及可行域等定义将搜索算法扩展至三维空间,建立了三维空间下的蚁群优化算模型,并给出该方法的搜索流程。而后根据此模型及流程实现了仿真程序,得到仿真结果,并与传统方法做出了分析比较,得出该改进方法具有较快的收敛速度、较好的稳定性和更高的计算效率。
- 李浩宇吕梅柏
- 关键词：栅格法
- Halo轨道的航天器编队构型设计
- 2014年
- 针对不同干涉基线约束下的最优Halo轨道编队构型设计方法展开研究。以Richardson关于Halo轨道的三阶近似解析解为基础建立同一轨道上两航天器编队的相对运动学模型;以平动点为质心的旋转坐标系为基准构造与编队主航天器和观测目标相关的旋转坐标系,并在此坐标系中给出不同于二体问题的干涉基线计算方法;以满足基线约束下观测时间最长为目标给出最优编队构型设计方法。最后,以绕日-地L2点的Halo轨道为例对上述编队构型设计方法的有效性进行了仿真验证。
- 张云燕李楠李言俊
- 关键词：HALO轨道编队飞行构型设计
- 一种改进的中途修正变结构控制方法
- 2014年
- 结合转移轨道中途修正量级较小的特点,建立了地月系限制性三体动力学问题的近似误差线性模型。在此基础上,分别利用线性系统的变结构调节器理论与模型参考变结构控制器理论推导了对应的中途修正控制律。提出了控制子矩阵b2在不同入轨误差等级下的最优选择方法和不同状态下参考模型输入向量r的计算方法。仿真实验对比了分别利用两种变结构理论进行控制时,重新规划出的修正轨道与理论轨道的性能指标,并分析了选择不同特征点处轨道状态对应的r对控制效果的影响情况。实验结果验证了所提方法的有效性。
- 晁宁罗晓英
- 关键词：平动点中途修正变结构控制
- SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法被引量：30
- 2013年
- 针对飞行器在长航时高速巡航过程中,捷联惯性导航系统存在误差漂移,GPS导航可能会丢星、信号失锁,天文导航系统易受环境干扰,组合系统模型线性化误差易导致滤波发散等问题,分析了三种导航系统的优缺点,提出了SINS/GPS/CNS组合导航联邦滤波算法,该算法可以取长补短,巧妙地将GPS定位和天文导航定姿精度高的优势辅助于捷联惯导系统,利用卡尔曼联邦滤波器对捷联惯导系统进行误差估计,并对联邦滤波算法进行了有效的改进。计算机仿真显示,该滤波器收敛速度快,具有一定的容错功能,其滤波精度较SINS/GPS组合导航系统在位置误差和速度误差上均有约5%左右的小幅提升,在平台角误差上更是提高了一个数量级。仿真结果验证了该组合导航方案的可行性和算法的有效性,有重要的工程应用价值。
- 张科刘海鹏李恒年钱山
- 关键词：SINSGPSCNS组合导航KALMAN滤波联邦滤波
- 基于极点配置的改进晕轨道控制方法
- 2012年
- 基于小偏差理论,对无摄动三体动力学方程沿标称轨道线性化,推导了其误差线性模型。在线性系统极点配置原理的的基础上,利用标准轨道状态向量选择闭环目标极点,通过设计闭环极点配置状态反馈增益阵K,实现了对地月系L1点附近受摄晕轨道的保持控制。针对K中三通道使用单一控制量级带来的控制误差,提出了利用入轨误差比例设计的可变反馈阵系数(Variable feedback matrix Kcoefficient,VKC)设计方法。VKC方法改善了原有控制方法的控制效果,在不同等级误差下减小跟踪方差和并获得了闭合周期轨道,试验证明了方法的有效性。
- 晁宁罗晓英李言俊
- 关键词：晕轨道平动点极点配置
- 圆型限制性三体问题中双脉冲地月转移轨道设计研究被引量：2
- 2015年
- 基于圆型限制性三体问题模型(CR3BP),提出了一种用于设计双脉冲地月转移轨道的微分数值计算方法。通过分析地月转移过程中航天器的初始和末端状态,利用Newton-Raphson迭代法推导转移轨道的微分校正方程,并采用periapsis截面来估计转移轨道的初始状态;然后以估计的初始状态作为迭代初值,经过微分校正方程的迭代得到准确的初始状态,完成双脉冲地月转移轨道的设计,并解决了空间CR3BP多个未知参数的问题。因此,该方法不仅适用于平面CR3BP,也适用于空间CR3BP的双脉冲转移轨道设计。数值计算结果表明,该方法能有效地进行双脉冲地月转移的数值计算。另外,双脉冲地月轨道和月地返回地球的轨迹是关于x-z平面镜像。
- 张科谭明虎吕梅柏邢超
- 关键词：地月转移双脉冲微分修正
- 地球范围内相对论效应下的时间转移与同步被引量：8
- 2014年
- 对于星载时间保持系统来说,相对论效应对时钟测量精度的影响不可忽视。该文运用相对论理论研究地球范围内大尺度时空转移引起的时钟测量误差问题。分析计算了星载时钟测量相对论效应误差组成和量级,验证了频率调整法和实时补偿法消除相对论误差的有效性。研究了普遍类型的地球轨道卫星、航空器以及月球探测器与地面时钟的转移与同步,提出在星载时钟频率调整分辨率不足时,可采取定步长时钟频率调整、带误差限的时钟频率调整或"跳秒"的形式控制时钟测量相对论效应长期误差,提出在无法实时获得航天器位置和速度时,可以根据互相关法预估周期误差。仿真验证了这些方法能有效地减小误差,为未来深空探测自主导航过程中时钟与地面时间的同步提供了方案。
- 张科薛舜吕梅柏
- 关键词：卫星导航相对论效应月球探测
- 太阳系中相对论效应下的时间同步与转移被引量：2
- 2014年
- 深空探测时间同步过程中由于大范围时空转移引起的时钟测量相对论效应误差不可忽视。研究了普遍类型的地球轨道卫星以及太阳系行星探测器与地面时钟的同步与转移,分析计算了星载时钟测量相对论效应的误差组成和量级,验证了频率调整法和实时补偿法消除相对论误差的有效性。提出在星载时钟频率调整分辨率不足时,可采取定步长、带误差限的时钟频率调整或"跳秒"的形式控制时钟测量相对论效应长期误差,提出在无法实时获得航天器位置和速度时,根据互相关法估计周期误差模型。仿真验证了这些方法的有效性,并为火星探测过程中时钟与地面时间同步提供了方案。
- 薛舜张科吕梅柏
- 关键词：相对论效应行星际探测
