融合频域增强与向量约束的地球静止轨道暗弱小目标检测

1

作者 张晗 兰晓青 +2 位作者 辛必乔 王兵书 张来线 《计算机科学与探索》 北大核心 2026年第2期422-434,共13页

针对地球静止轨道暗弱小目标在光学成像条件下信号微弱、背景复杂以及传感器噪声显著等问题,开展了基于频域增强与向量约束的检测方法研究。在单帧图像层面引入二维Haar小波变换,将图像分解为低频背景与高频细节子带,采用多尺度频域增... 针对地球静止轨道暗弱小目标在光学成像条件下信号微弱、背景复杂以及传感器噪声显著等问题,开展了基于频域增强与向量约束的检测方法研究。在单帧图像层面引入二维Haar小波变换,将图像分解为低频背景与高频细节子带,采用多尺度频域增强模块对高频特征进行强化,并通过逆小波重建与残差映射实现多尺度信息的融合,从而有效提高了暗弱小目标与背景之间的区分度。在序列图像层面,利用目标物理运动的先验信息引入向量约束的轨迹拟合与补全机制。通过构建候选点间的位移向量,结合密度聚类识别主导运动模式,采用插值与外推方法恢复轨迹连续性,基于双一致性评分与几何门控对伪检点进行剔除。该方法在保证检测准确性的同时,显著降低了漏检率与误检率。实验在公开的SpotGEO数据集上进行,取得F1分数92.96%,实验结果证明该方法对空间暗弱小目标准确检测的优越性能。 展开更多

关键词 暗弱小目标检测 地球静止轨道 频域增强 小波变换 向量约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

地月空间物体雷达成像与智能认知方法

2

作者 刘丹 张磊 +1 位作者 尚华涛 任远桢 《中国图象图形学报》 北大核心 2025年第9期3012-3025,共14页

目的随着月球探索、深空探测任务的持续推进,地月空间物体的高稳健探测成为保障航天活动安全的核心需求。本研究旨在系统探索雷达对该类物体的探测机制与信息获取方法,重点解决其轨道动力学高度复杂导致的信号积累效率低与成像效果差等... 目的随着月球探索、深空探测任务的持续推进,地月空间物体的高稳健探测成为保障航天活动安全的核心需求。本研究旨在系统探索雷达对该类物体的探测机制与信息获取方法,重点解决其轨道动力学高度复杂导致的信号积累效率低与成像效果差等难题。方法首先,通过对地月空间典型轨道的分析,揭示了不同轨道目标相对于雷达的径向距离与速度变化规律;其次,针对目标姿态转动难以等效简化的关键问题,论述了融合轨道运动方程与电磁散射模型的必要性,阐明运动约束模型是实现复杂条件下雷达成像处理的理论基础;最后,基于雷达探测月面目标的典型场景,对比月面不同区域的雷达成像结果,实证分析了轨道特性差异对径向观测量变化规律的影响机制,进一步阐明运动约束模型对成像性能提升的意义。结果不同轨道类型目标的径向运动特征存在显著差异,这直接决定了雷达信号处理策略的选择;姿态与轨道的强耦合效应使传统成像模型失效,基于精确运动约束的补偿算法可有效抑制成像散焦,月面成像实验进一步验证了考虑运动约束模型的重要性。结论发展基于不同轨道及姿态变化模型约束下的目标成像与智能认知方法,是实现地月空间物体高稳健探测的核心路径,对构建深空探测体系具有重要意义。 展开更多

关键词 地月空间 雷达成像 轨道约束 电磁散射模型 智能认知

原文传递

基于侧摆角约束的低轨光学卫星成像概率分析 被引量：1

3

作者 王中果 《中国空间科学技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期140-149,共10页

针对低轨光学卫星对地观测成像任务,研究了卫星姿态侧摆情况下对地球表面点目标的成像概率分布情况。首先,解析分析了成像概率密度函数与侧摆角的数学理论关系,并在此基础上给出了侧摆角区间内成像概率的通用公式;然后,对400 km、500 km... 针对低轨光学卫星对地观测成像任务,研究了卫星姿态侧摆情况下对地球表面点目标的成像概率分布情况。首先,解析分析了成像概率密度函数与侧摆角的数学理论关系,并在此基础上给出了侧摆角区间内成像概率的通用公式;然后,对400 km、500 km、600 km、700 km、800 km等5种轨道高度和30°、45°、60°等3种最大侧摆角,共15种组合工况的成像概率进行了理论分析和STK仿真分析;最后,对比分析了理论结果和仿真结果。数据对比结果表明,该理论分析公式准确性较高,绝大多数情况相对误差不超过2%,可用于低轨光学卫星成像概率的快速估算,有效降低卫星多方案对比分析论证时的工作量。 展开更多

关键词 低轨光学卫星 对地观测 侧摆角约束 成像概率密度 成像概率

在线阅读 下载PDF 职称材料

在轨操控航天器超近距离逼近的预设性能控制与地面试验

4

作者 王培基 张宪亮 +2 位作者 岳程斐 马广富 吴伟仁 《宇航学报》 北大核心 2025年第8期1612-1620,共9页

航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,... 航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,提出了一种预设性能控制方法。首先,考虑逼近过程中的姿轨耦合效应,采用对偶四元数构建6自由度姿轨耦合动力学模型;然后,以此为基础设计涵盖有限时间、高精度协同及避撞约束的综合预设性能函数;接着,结合鲁棒控制方法,设计预设性能鲁棒控制器,并推导证明控制器的稳定性;最后,在所搭建的基于大理石气浮平台的在轨操控航天器地面模拟试验系统上,验证所提预设性能控制方法的有效性;与PID控制方法比较,说明了该方法在工程应用中的优势。 展开更多

关键词 在轨操控 超近距离逼近 复杂约束 预设性能控制 地面试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

多CCD视场拼接宽幅相机在轨几何定标与精度验证

5

作者 孟伟灿 王太平 +1 位作者 汪雨豪 耿泽民 《遥感学报》 北大核心 2025年第12期3723-3734,共12页

四维高景三号01星(SVN301)宽幅相机采用32片时间延迟积分电荷耦合器件TDI CCD(Time-Delay Integration Charge-Coupled Device)器件视场拼接技术,实现了超大幅宽与亚米级分辨率的有效融合,兼顾宏观覆盖能力与精细探测能力,在国土资源普... 四维高景三号01星(SVN301)宽幅相机采用32片时间延迟积分电荷耦合器件TDI CCD(Time-Delay Integration Charge-Coupled Device)器件视场拼接技术,实现了超大幅宽与亚米级分辨率的有效融合,兼顾宏观覆盖能力与精细探测能力,在国土资源普查与应急灾害响应等应用中具有显著优势。在轨几何定标作为光学遥感卫星几何精度保障的核心环节,对于提升影像绝对定位精度与CCD间几何一致性具有关键作用。为实现SVN301卫星宽幅相机相邻CCD影像间的无缝拼接,针对该相机多CCD视场拼接结构及亚米级成像特性,本文设计了一种面向多CCD视场拼接宽幅相机的在轨几何定标方法,采用特征匹配结合模板匹配的策略实现狭窄片间重叠区域内的连接点匹配,利用地面控制点与片间连接点联合解算同一波段各CCD的内定标参数,并利用新疆和河北区域的SVN301宽幅相机影像进行了在轨几何定标处理与试验。试验表明,定标后SVN301宽幅影像绝对定位精度优于3像素,相邻CCD影像间拼接精度控制在0.3像素左右,从而验证了本文设计的在轨几何定标方法对多CCD视场拼接宽幅影像几何质量提升的有效性。 展开更多

关键词 SVN301卫星 亚米级分辨率宽视场相机 多CCD视场拼接 在轨几何定标 相对约束 绝对定位精度 拼接精度

原文传递

满足一定约束条件的登月飞行轨道的设计 被引量：9

6

作者 黄珹 胡小工 李鑫 《天文学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期161-172,共12页

讨论满足约束条件的登月飞行轨道的设计问题 .将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件 .在考虑登月飞行轨道的特征后 ,给出一种设计满足约... 讨论满足约束条件的登月飞行轨道的设计问题 .将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件 .在考虑登月飞行轨道的特征后 ,给出一种设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法 . 展开更多

关键词 登月轨道设计 约束条件 太阳 月球 地球 飞行器 观测站

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于GPS的中、高轨道航天器定轨研究 被引量：11

7

作者 刘海颖 王惠南 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期293-297,共5页

利用GPS确定空间航天器轨道,尤其是GPS在中、高空间航天器定轨中的应用.针对中、高轨道中可见星少及GPS信号微弱等问题,提出了有效的微弱信号检测算法,提高了GPS接收机的接收能力.同时提出了利用伪加速度测量和轨道约束进行定轨解算的... 利用GPS确定空间航天器轨道,尤其是GPS在中、高空间航天器定轨中的应用.针对中、高轨道中可见星少及GPS信号微弱等问题,提出了有效的微弱信号检测算法,提高了GPS接收机的接收能力.同时提出了利用伪加速度测量和轨道约束进行定轨解算的新方法,使得在HEO(高偏心轨道)中利用两颗可见星可以解算定位解,对GEO(静止地球轨道)只用一颗星就可求解,仿真结果表明该方法具有很好的效果. 展开更多

关键词 GPS GEO HEO 微弱信号检测 轨道约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

从空间站出发的奔月轨道设计 被引量：5

8

作者 彭祺擘 李海阳 +1 位作者 李桢 唐国金 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期25-30,共6页

由于空间站的运行轨道在惯性空间是已经确定的,因此对于基于空间站组装的月球探测器,需要对其奔月轨道做出专门设计。本文结合月球的运动规律,建立了完整的奔月轨道数学模型,并结合工程的实际背景,给出了相应的约束条件,从而将轨道设计... 由于空间站的运行轨道在惯性空间是已经确定的,因此对于基于空间站组装的月球探测器,需要对其奔月轨道做出专门设计。本文结合月球的运动规律,建立了完整的奔月轨道数学模型,并结合工程的实际背景,给出了相应的约束条件,从而将轨道设计问题转化为求解满足一系列约束条件的轨道动力学方程。然后通过选取合理的优化目标和约束参数,利用遗传算法和SQP算法进行求解,计算得到了满足条件的奔月轨道参数。最后,将得到的初步设计结果,与STK计算结果进行了比较,进一步验证了结论的正确性。 展开更多

关键词 地球停泊轨道 轨道设计 约束条件 优化目标 STK

在线阅读 下载PDF 职称材料

约束条件下的Halo轨道转移轨道设计 被引量：8

9

作者 李明涛 郑建华 +1 位作者 于锡峥 高东 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期437-441,509,共6页

平动点任务的转移轨道往往存在约束条件,以往的研究集中于无约束条件下的Halo轨道转移轨道设计,研究约束条件下的Halo轨道的转移轨道设计问题。首先分析了平动点任务转移轨道的约束条件,然后给出了一种约束条件下Halo轨道转移轨道设计... 平动点任务的转移轨道往往存在约束条件,以往的研究集中于无约束条件下的Halo轨道转移轨道设计,研究约束条件下的Halo轨道的转移轨道设计问题。首先分析了平动点任务转移轨道的约束条件,然后给出了一种约束条件下Halo轨道转移轨道设计的一般方法,重点推导了考虑轨道高度、航迹角、轨道倾角、升交点约束的微分修正公式。然后以日地L1点附近的Halo轨道为目标轨道,在约束条件下设计了其转移轨道,仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 HALO轨道 转移轨道 约束条件 微分修正

在线阅读 下载PDF 职称材料

满足约束条件的月球卫星飞行轨道的初步设计 被引量：3

10

作者 胡小工 黄珹 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2001年第2期289-294,共6页

讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题．将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件．在考虑月球卫星飞行轨道的受力情况后，给出一... 讨论满足约束条件的月球卫星飞行轨道的设计问题．将约束条件分类为只与太阳、月球、地球、飞行器和观测站之间的相对位置有关的运动学约束条件以及涉及到飞行器轨道运动的动力学约束条件．在考虑月球卫星飞行轨道的受力情况后，给出一种准确快速地计算和设计满足约束条件的标准飞行轨道的方法，并应用于不同约束条件下月球卫星的轨道预设计．初步讨论了轨道设计的误差分析、轨道跟踪及实时精密定轨等正在进行的其它相关工作。 展开更多

关键词 月球卫星 轨道设计 约束条件 太阳 地球 飞行器 观测站

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于RAC约束的星敏感器在轨校准方法 被引量：8

11

作者 魏新国 张广军 +1 位作者 樊巧云 江洁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2009-2013,共5页

提出了一种基于RAC约束(Radial Alignment Constraint)的星敏感器在轨校准方法。该方法不依赖外部姿态信息,通过建立基于RAC约束的星敏感器成像模型,采用两步法从单帧星图解算出外部参数和内部参数,并利用多帧星图整体优化的方式得到内... 提出了一种基于RAC约束(Radial Alignment Constraint)的星敏感器在轨校准方法。该方法不依赖外部姿态信息,通过建立基于RAC约束的星敏感器成像模型,采用两步法从单帧星图解算出外部参数和内部参数,并利用多帧星图整体优化的方式得到内部参数的整体最优解。仿真实验表明,该方法能有效消除内部参数与外部参数耦合,实现其准确分离和解算。在星点位置噪声方差为0.05 pixel的情况下,该方法能准确解算出内外参数,其残差在x方向为0.063pixel,在y方向上为0.053 pixel。 展开更多

关键词 星敏感器 在轨校准 RAC约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于轨道根数约束的最优制导方法 被引量：4

12

作者 李超兵 吕春红 尚腾 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期198-207,共10页

针对航天器空间变轨的制导问题,研究了一种基于轨道根数约束的最优制导方法。在地心惯性坐标系下直接建立航天器的最优控制模型,给出了位置速度表达式和协态变量初值之间的关系;进一步,在不约束真近点角的前提下,推导了5个轨道根数的约... 针对航天器空间变轨的制导问题,研究了一种基于轨道根数约束的最优制导方法。在地心惯性坐标系下直接建立航天器的最优控制模型,给出了位置速度表达式和协态变量初值之间的关系;进一步,在不约束真近点角的前提下,推导了5个轨道根数的约束方程,并通过对轨道根数和最优控制理论中协态方程的特性分析,获得了另外两个约束方程。协态变量初值可直接通过求解7个完整约束方程组获得,进而得到最优推力方向。仿真验证了所提制导方法的有效性。 展开更多

关键词 航天器 轨道根数 最优控制 约束方程 轨道转移

原文传递

多约束条件下的地月转移轨道设计 被引量：6

13

作者 刘磊 郗晓宁 白玉铸 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期482-488,共7页

讨论了多种约束条件下的地月转移轨道设计,这些约束条件包括地面测控条件、太阳光照条件、飞行时间和入轨点条件等。利用地月转移轨道搜索算法,提出一种解析法和数值法相结合的分阶段分步骤搜索策略,在搜索过程中引入约束条件,从而可以... 讨论了多种约束条件下的地月转移轨道设计,这些约束条件包括地面测控条件、太阳光照条件、飞行时间和入轨点条件等。利用地月转移轨道搜索算法,提出一种解析法和数值法相结合的分阶段分步骤搜索策略,在搜索过程中引入约束条件,从而可以较快地设计出满足一定精度要求,尤其是满足约束条件的地月转移轨道。仿真算例及大量数值仿真结果表明,该方法简单有效,整体计算量较小,可以较快地得到满足各项约束要求的设计结果。 展开更多

关键词 地月转移轨道 多约束 轨道设计 微分改正 搜索策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法 被引量：10

14

作者 胡超 王潜心 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期413-424,共12页

BDS-3高稳定星载原子钟作为北斗星座的显著技术优势,在GNSS数据处理中尚未得到充分利用。针对严格时效性限制下GNSS超快速轨道钟差参数精度受限问题,本文提出顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法。首先,以GNSS轨道钟差参数... BDS-3高稳定星载原子钟作为北斗星座的显著技术优势,在GNSS数据处理中尚未得到充分利用。针对严格时效性限制下GNSS超快速轨道钟差参数精度受限问题,本文提出顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法。首先,以GNSS轨道钟差参数间相关性为基础,构建顾及BDS-3星钟参数特性的GNSS定轨模型;然后,基于GNSS精密钟差产品,分析星钟约束对GNSS轨道钟差参数精度的影响规律;最后,为克服预报钟差精度与约束筛选对定轨影响,建立BDS-3星钟建模与GNSS超快速轨道钟差估计的同步处理方法。试验结果表明,在BDS-3星钟参数最优约束下,BDS-3与GPS轨道钟差精度可分别提升27.5%、5.1%和20.2%、5.2%;且较传统BDS-3星钟单历元处理策略,基于BDS-3星钟建模与GNSS超快速定轨同步处理方法,GNSS超快速轨道钟差精度可分别提升至4.8%与34.2%,轨道精度实现了毫米级改善。因此,顾及BDS-3星钟约束的GNSS超快速轨道钟差解算方法可有效对BDS-3高稳星钟信息模型化,并实现GNSS超快速轨道钟差精度的优化处理。 展开更多

关键词 BDS-3星钟 GNSS超快速轨道钟差 精密定轨 约束模型 同步处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用标校卫星鉴定测控系统精度方法探讨 被引量：8

15

作者 刘利生 赵华 刘元 《飞行器测控学报》 CSCD 2014年第4期275-282,共8页

根据标校卫星的用途及所需提供的高精度比较标准等技术要求,针对星载比较标准及靶场数据处理状况,提出了改进和提高测控系统精度鉴定的技术途径。探讨和提出了4种类型的数据处理技术和方法,简述了它们的思路和关键技术,分析了应用条件... 根据标校卫星的用途及所需提供的高精度比较标准等技术要求,针对星载比较标准及靶场数据处理状况,提出了改进和提高测控系统精度鉴定的技术途径。探讨和提出了4种类型的数据处理技术和方法,简述了它们的思路和关键技术,分析了应用条件和特点。其中,第1种方法是目前使用的经典鉴定方法;后3种方法(自鉴定方法、精确标准鉴定方法和融合处理鉴定方法)都充分利用了星上测量资源、卫星轨道运动特性以及优良的差分、自校准等融合处理技术,它们都明显优于经典鉴定方法,可以使标校卫星提供更精确的比较标准,扩大其目前的功能和用途。特别是融合处理鉴定方法,不仅可以精确地评定定位系统测量精度,而且可以为测速系统精度评定提供一种良好的技术途径。 展开更多

关键词 标校卫星 精度鉴定 误差标校 融合处理鉴定方法 自鉴定方法 轨道样条约束 差分技术 测控系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

月球探测器返回轨道快速搜索设计 被引量：16

16

作者 高玉东 郗晓宁 +1 位作者 白玉铸 刘磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期765-771,共7页

结合月球探测器返回地球的工程需求多约束背景,在双二体模型的假设下建立了一套理论解析模型,并采用二分法的搜索算法,快速实现了满足多种约束条件下的月地返回轨道设计。文中给出的搜索算法及流程快速有效,其结果可为轨道的精确设计提... 结合月球探测器返回地球的工程需求多约束背景,在双二体模型的假设下建立了一套理论解析模型,并采用二分法的搜索算法,快速实现了满足多种约束条件下的月地返回轨道设计。文中给出的搜索算法及流程快速有效,其结果可为轨道的精确设计提供良好的初值,对于要求返回的月球探测器设计工程任务具有一定的理论指导意义和应用价值。 展开更多

关键词 月球探测器 月地转移轨道 轨道搜索设计 二分法 多目标约束条件

在线阅读 下载PDF 职称材料

嫦娥五号月球轨道交会导引策略设计 被引量：5

17

作者 孟占峰 高珊 盛瑞卿 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期237-252,共16页

嫦娥五号任务实现了国际首次月球无人轨道交会对接,本文详细介绍了其最终飞控实施所采用的交会导引策略的设计模型、方法和工程实现考虑。讨论了嫦娥五号月球轨道交会任务的工程设计约束和关键参数的确定,提出了一种月球轨道交会的交班... 嫦娥五号任务实现了国际首次月球无人轨道交会对接,本文详细介绍了其最终飞控实施所采用的交会导引策略的设计模型、方法和工程实现考虑。讨论了嫦娥五号月球轨道交会任务的工程设计约束和关键参数的确定,提出了一种月球轨道交会的交班点确定方法。提出了一种新的四脉冲交会策略,通过引入径向变轨控制量,固定各次变轨点位置,解决了在月球背面测控遮挡约束下确保各次变轨全过程测控可见的工程难题。针对新四脉冲方案,采用近圆轨道偏差方程提出了一种新的初值求解方法,构造了基于微分修正的精确数值求解算法,并推导了求解所需的状态转移矩阵的解析表达形式。建立了测控约束下的交会导引约束优化模型,获得了测控约束下的最优能量解,并揭示了问题的全局特性规律。给出了所提出方法在嫦娥五号实际任务中的应用,验证了此方法的正确性。 展开更多

关键词 嫦娥五号 月球轨道 交会 状态转移矩阵 约束优化

原文传递

轨道约束问题的精确求解与Mathematica可视化 被引量：2

18

作者 郭琴 韩梦柯 《南昌师范学院学报》 2015年第6期11-13,共3页

文章对约束在抛物线形轨道上的运动小环在任意位置处所受的约束反力问题进行了探究,运用质点运动微分方程得到了精确的解析解,并利用Mathematica数学软件对解进行了可视化处理。通过数学软件作图,明确了任意位置处小环所受约束反力随角... 文章对约束在抛物线形轨道上的运动小环在任意位置处所受的约束反力问题进行了探究,运用质点运动微分方程得到了精确的解析解,并利用Mathematica数学软件对解进行了可视化处理。通过数学软件作图,明确了任意位置处小环所受约束反力随角度θ(约束反力与竖直向上方向的夹角)的变化关系,深化了对这一类物理问题的理解。 展开更多

关键词 轨道约束 约束反力 Mathematica数学软件 可视化

在线阅读 下载PDF 职称材料

轨道要素奇异问题的改进四元数方法 被引量：1

19

作者 魏鹏鑫 荆武兴 高长生 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期66-71,共6页

运用四元数方法可以在一定范围内解决描绘飞行器轨道运动时轨道要素的奇异问题。但四元数固有的双值性使得在对运动方程进行积分时,其正负选取很困难。为了解决这一问题,采用了改进约束方程的四元数方法,并用该方法描述了拉格朗日行星... 运用四元数方法可以在一定范围内解决描绘飞行器轨道运动时轨道要素的奇异问题。但四元数固有的双值性使得在对运动方程进行积分时,其正负选取很困难。为了解决这一问题,采用了改进约束方程的四元数方法,并用该方法描述了拉格朗日行星摄动方程,然后研究了地球扁率摄动对地球同步卫星轨道的影响。仿真结果表明:当偏心率小于1时,四元数可以很好地解决轨道要素奇异性问题。与改进的春分点轨道要素相比,四元数的方法有着更加明确的物理意义和几何意义,用四元数表示的运动变量方程的计算更为简单,积分计算效率更高,而且其计算误差也能达到精度要求。 展开更多

关键词 轨道要素 奇异 四元数方法 约束 拉格朗日行星摄动方程 航天器

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃料受限的时间最优多脉冲交会问题 被引量：3

20

作者 刘滔 赵育善 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期476-479,共4页

主要研究了时间最优多脉冲交会问题中最优交会时间和最优脉冲数随各因素的变化规律.建立了考虑路径约束的数学模型,并利用遗传算法对问题进行了求解.在此基础上通过大量的数值计算研究了共面圆轨道间交会问题中各因素(包括轨道半径比、... 主要研究了时间最优多脉冲交会问题中最优交会时间和最优脉冲数随各因素的变化规律.建立了考虑路径约束的数学模型,并利用遗传算法对问题进行了求解.在此基础上通过大量的数值计算研究了共面圆轨道间交会问题中各因素(包括轨道半径比、初始相位差、燃料以及路径约束)对最优交会时间和最优脉冲次数的影响,并总结出了最优交会时间和最优脉冲数随各因素的变化规律.根据最优交会时间随各因素变化的曲线较为"平缓"(均为单调或只有一个极值)的事实,指出可以利用较少的特征点通过插值的方法来快速求解最优交会策略.结论对于空间营救和在轨规避等实际任务的轨道设计具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 轨道交会 时间最优 遗传算法 路径约束

原文传递