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    2014年, 第34卷, 第3期 刊出日期:2014-06-25 上一期    下一期
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    第32届机构间空间碎片协调委员会会议在京召开
    2014 (3):  0-0. 
    摘要 ( 1050 )   PDF(172KB) ( 781 )  
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    研究探讨
    空间目标距离像畸变分析及运动参数估计
    杜小勇, 张乐锋, 胡卫东
    2014 (3):  1-7.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.001
    摘要 ( 1306 )   PDF(419KB) ( 1169 )  
    针对卫星目标的宽带雷达回波信号,从理论上详细分析了目标运动产生的多项式相位模型,指出三次以上的相位对一维距离像的畸变可以忽略。以频谱主瓣的展宽程度为判据,推导了二次相位需补偿时的目标速度边界条件。结果表明,在典型参数条件下卫星目标的径向速度远大于该临界速度(约560m/s),需在成像前予以补偿。最后,结合雷达目标散射中心的稀疏分布特性,提出了基于L1范数的空间目标运动参数估计算法。结果表明,该算法对速度的估计误差接近克拉美-罗下界,且远小于临界速度,可用于卫星目标成像。
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    典型阻尼结构正弦振动响应模型修正方法
    秦玉灵, 韩增尧, 邹元杰, 王建民
    2014 (3):  8-14.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.002
    摘要 ( 1317 )   PDF(399KB) ( 1167 )  
    直接基于正弦响应数据的模型修正研究较少,发展基于正弦振动试验数据的模型修正方法对航天工程实际中有限元建模水平的提高具有重要意义。基于正弦振动响应数据的模型修正关键在于修正后曲线特征频率及其响应幅值的一致性。文章对基础激励下结构响应分析方法进行了推导,在此基础上用两步修正方法实现了分析模型与试验模型特征频率和响应峰值的匹配,最后采用国际通用算例GARTEUR桁架模型对两步修正方法进行了验证。结果表明,经两步修正后分析模型基频与试验模型一致,且前10阶频率误差低于0.15%,典型节点响应峰值误差低于1%。
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    复杂航天器的太阳光压建模方法
    黄岸毅, 张少禹, 李恒年
    2014 (3):  15-22.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.003
    摘要 ( 1214 )   PDF(515KB) ( 787 )  
    针对几何形状比较复杂的航天器光压建模时存在的不同光照特性的材料相互遮挡重叠、传统的简化或经验公式难以满足精度要求的困难,基于精确三维几何模型,利用虚拟视觉原理得到航天器垂直于太阳矢量截面形状,并结合截面各类材料光压系数等特性计算总的等效光压面积和系数。针对该方法计算量较大问题,提出一种根据设定姿态模式事先计算结合实时插值的快速简化算法。考虑到材料特性在空间环境中可能发生的变化,可将其调整为半经验公式,通过观测数据对材料光压系数进行最优估计并应用。仿真实例表明,提出的分析方法可有效反映航天器各部分的相互遮挡,与传统模型相比有一定优势。
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    可重复使用运载器再入数学建模
    余光学, 李昭莹, 林平
    2014 (3):  23-31.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.004
    摘要 ( 1226 )   PDF(556KB) ( 1100 )  
    针对可重复使用运载器(RLV)方案论证和初步设计阶段对模型的需求,提出了一种RLV再入概念设计,进行了数学建模研究。RLV采用翼身组合体的气动布局,包括左右升降副翼、方向舵和机体襟翼。对其无动力再入返回姿态控制,建立了反作用控制系统/气动舵复合控制数学模型。再入过程要经历自由分子流区、稀薄大气过渡流区和连续流区,基于气动力的工程计算方法建立了这三个流区的RLV气动模型。控制特性分析与六自由度再入仿真表明,所设计的RLV控制模型具有与航天飞机轨道器一致的再入飞行特性,证明了数学建模的有效性,能够进一步用于RLV姿态控制的研究。
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    航天器测控资源调度模型及算法
    徐小辉, 胡绍林, 郭小红, 赵宗昱
    2014 (3):  32-37.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.005
    摘要 ( 1197 )   PDF(391KB) ( 1114 )  
    航天器测控资源调度问题研究的目的是通过一定的调度方法科学地分配有限的地面测控资源和最大化地完成航天器测控任务。在参考面向任务执行计划的航天器测控资源调度模型研究的基础上,文章提出了面向可见窗口的航天器测控调度模型,并给出了问题的确定性分支定界求解算法及其计算复杂度分析。最后,通过仿真计算验证了算法的有效性和实用性。
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    有翼再入飞行器的超/高超声速气动力工程方法
    郝佳傲, 蒋崇文, 高振勋, 李椿萱
    2014 (3):  38-45.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.006
    摘要 ( 1444 )   PDF(472KB) ( 869 )  
    有翼再入飞行器气动力的工程计算方法尚有待进一步完善,计算精度有待进一步提高。文章根据有翼再入飞行器的气动布局特点,改进和发展了一套适于其气动布局的部件划分策略和压强计算选取准则。以此对航天飞机轨道器和类X-34飞行器的纵向气动力特性进行工程计算,并与其风洞试验和数值模拟结果进行对比分析。结果表明,文中的工程计算方法在马赫数3以上的超/高超声速范围内可准确预测有翼再入飞行器的升阻特性,其中升力系数和阻力系数误差小于10%;并可准确预测俯仰力矩特性随迎角改变的变化规律。与现有方法相比,文中的部件划分策略和压强计算选取准则在升阻特性精度相当情况下,可明显提高俯仰力矩的预测精度,并反映飞行器表面的压强分布特征。
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    技术交流
    基于非抽取小波包变换的信号滤波算法
    路伟涛, 张书仙, 杨文革, 洪家财
    2014 (3):  46-52.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.007
    摘要 ( 1343 )   PDF(466KB) ( 808 )  
    对航天测控信号进行滤波处理,有利于改善信号品质,提高系统的测量性能。针对航天测控信号中的差分单程测距(DifferentialOne-wayRanging, DOR)信标信号等侧音信号,提出了基于非抽取小波包变换(Un-decimatedWaveletPacketTransform,UWPT)的滤波改进算法。该算法以功率平坦度为准则,判断某一节点是否需要继续分解。改进算法克服了以能量聚焦度为准则时算法误判停止分解或多重分解算法复杂、计算量大等的缺点,同时解决了阈值不易确定的问题。仿真结果表明改进算法在降低算法复杂度的同时,滤波性能相对有所提高。最后采用改进算法对仿真信号和在轨卫星数据进行处理,结果表明滤波后仿真信号差分相位估计精度提高约3倍、实测数据差分相位估计精度提高0.72倍。
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    基于等效动力学原理的垂向失重运动实现方法
    徐志刚, 王昊, 王军义, 边真真
    2014 (3):  53-60.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.008
    摘要 ( 1142 )   PDF(414KB) ( 1001 )  
    针对航天器高精度地面微重力仿真试验实现难题,提出了一种基于等效动力学原理的垂向失重运动实现方法。通过对该实现方法的原理分析,指出了该方法实现高精度垂向失重运动模拟的等效动力学条件及其适用条件,并分析了基于该实现方法的模拟器构型要求。对模拟误差精度进行仿真分析,结果显示其失重运动模拟精度可达99%,满足高精度微重力仿真试验的要求。
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    一种改进的多点融合非均匀校正技术
    曹伟, 董书莉, 李春梅
    2014 (3):  61-66.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.009
    摘要 ( 1308 )   PDF(355KB) ( 1043 )  
    针对空间宽幅相机在进行非均匀性校正过程中相机镜头与积分球输出口的相对位置发生变换后非均匀性校正精度下降的原因进行了分析,提出了一种改进的融合多点位置的非均匀校正新方法,即为了消除积分球的角均匀性和面均匀性的不足,采用获取多个位置的大量定标图像,融合求取平均值的方法得到校正系数来削弱这种影响,并进行试验验证分析。结果表明,多点融合的校正方法在积分球输出口光强不均匀、又无法固定相机与积分球相对位置的前提下,减少了积分球光强的不均匀性对系数可靠性的影响,相对辐射定标的非均匀校正精度得到大幅提高。
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    USB测距测速数据误差建模和评估
    郑爱武, 孙靖, 胡松杰, 周建平
    2014 (3):  67-72.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.010
    摘要 ( 1157 )   PDF(360KB) ( 939 )  
    统一S波段(UnifiedS-band,USB)系统是目前中国载人航天和月球探测任务的主要测控网。文章对中国USB系统的测距测速数据的误差构成进行了详细分析,给出了传播媒介、相位中心偏差、时标偏差、通道时延以及卫星星历误差的修正模型,并通过对实测数据的残差分析,对目前中国USB测量数据的精度进行了评估,给出了USB测距和测速数据的实际精度。最后,针对目前USB数据的处理和应用情况,提出了数据处理上需注意的一些问题。文章的结论对今后改善中国USB系统的测定轨精度具有一定的参考价值。
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    火星进入点误差对开伞点分布影响分析
    陈阳, 孙海滨, 郭雷
    2014 (3):  73-78.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.011
    摘要 ( 1337 )   PDF(281KB) ( 1062 )  
    随着火星探测任务需求的提升,着陆器在火星表面着陆精度的要求越来越高。着陆器开伞点分布是影响着陆精度的重要因素。文章围绕火星大气进入过程,简要介绍了着陆器运动学方程,并给出相应的数学模型。针对进入点(接触大气层)存在的初始状态误差,借助MonteCarlo法进行了着陆器开伞点分布情况分析。通过1000次重复仿真试验得出结论,着陆器开伞点的纵向误差在20~40km,横向误差在5~10km。最后,针对提高开伞点精度,提出两点建议并简要介绍了相关制导算法。
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    电离层闪烁对导航接收机性能的影响
    刘思慧
    2014 (3):  79-83.  doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.012
    摘要 ( 1159 )   PDF(308KB) ( 989 )  
    为定量分析电离层闪烁对接收机环路的影响,利用信号在电离层闪烁影响下的等效传输信道模型,通过数值仿真对比分析了电离层闪烁对接收信号幅度、载波相位、码相位、载噪比和I/Q支路跟踪值的性能影响。结果表明:电离层闪烁会使接收载噪比出现深度的快速衰落,严重时会出现高达5dB的突降,从而显著地影响用户的定位性能;在相同的电离层闪烁强度下,较小的环路带宽会发生较弱的载波相位周跳。
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