一种基于空间燃料站的GEO航天器在轨加注任务调度算法

本文针对多GEO航天器在轨燃料加注任务,对基于燃料站的在轨加注模式进行了研究,提出了一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度及优化算法。通过对双脉冲轨道转移问题的求解与分析,获得了轨道转移速度增量和转移时间之间的关系,在此基础上提炼出了基于燃料站的多GEO航天器在轨加注任务调度模型,并根据调度模型的变量和约束关系,建立了考虑在轨加注作业顺序和作业时间分配优化的多GEO航天器在轨加注任务多目标优化模型,并采用遗传算法对加注任务调度及其多目标优化问题的求解方法进行了研究。为了验证算法的有效性,以为20颗GEO圆轨道目标航天器的在轨加注任务为例,进行了数值仿真计算,结果表明算法是有效的。     

模块化航天器应用需求及应用体系

介绍了模块化航天器的概念,从空间在轨操作和快速响应两个层面分析了模块化航天器的最新技术进展,分析并提出了模块化航天器"以客户应用为核心"的应用体系。     

基于MAS的在轨服务航天器任务分派研究

针对分派在轨服务航天器(on-orbit servicing spacecrafts,OOSS)为地球静止轨道航天器提供服务的问题,建立了基于合同网协议的多Agent模型.首先设计了在轨服务航天器任务分派的多Agent模型结构,描述了各Agent模型的功能.其次,给出了服务母航天器确定评标准则和机动策略的方法,设计了服务子航天器的投标流程.最后,进行了算例仿真分析.     

在轨加注航天器的姿态动力学模型

针对推进剂在轨加注的过程会使航天器转动惯量产生显著变化而影响航天器的稳定姿态,对航天器在轨加注整个物理过程进行详细分析,并对在轨加注航天器转动惯量的变化规律进行研究.在一定前提条件下,给出了一种转动惯量参数的有效计算方法,进而给出时变参数航天器姿态动力学模型.通过测量推进剂流速,该方法可实现在线计算.仿真结果表明方法的...     

一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型及优化算法

基于空间燃料站的在轨加注任务作为未来轨道运输系统的新模式,为未来航天器在轨服务任务提供了有效的选择。本文针对多GEO目标航天器在轨加注任务,将空间燃料站技术与传统"一对多"在轨加注技术相结合,提出一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务调度模型。模型中,考虑了服务航天器可重复利用与自身携带的燃料限制,结合轨道机动与交会问题,通过对双脉冲轨道转移的分析与求解,获得轨道转移速度增量和转移时间等目标优化参数。在此基础上,针对多目标优化问题,根据调度模型的速度增量、时间等待优化变量的对应与约束关系,面向多GEO目标航天器,设计了一种基于燃料站的可往返式在轨加注任务多目标优化算法。该算法利用设置断点的方式改进了遗传算法对加注任务调度及其多目标优化问题的求解方法,获得了服务航天器在需往返燃料站时,优化的燃料消耗、服务顺序及该顺序下的时间分配策略。以10颗GEO圆轨道目标航天器的在轨加注任务为例,进行了数值仿真计算。结果表明算法能够解决加入空间燃料站对传统在轨加注任务调度的影响。     

航天器在轨可更换模块机构与结构设计

航天器常在其任务中出现功能失效,造成巨大的损失,而在轨模块更换技术则是利用空间机械臂自主对可接受在轨服务航天器进行故障模块更换、升级、补充消耗品等。通过对在轨可更换模块在轨服务的任务、在轨可更换模块的组件构成,从而得出在轨可更换模块的机构设计方案,进而又对在轨可更换模块进行结构设计,利用SolidWorks软件建立该结构的三维模型,实物模型验证了其可行性。     

液氦在轨补给技术现状分析

为在轨科学仪器补充液氦,可有效提高航天器的能力和寿命,是某些大型空间科学探测任务顺利实施的重要保障。针对液氦的超低温特性,分析了液氦在轨补给方法,详细介绍了利用液氦超流体特性而实现其在轨补给的原理,以及超流体氦在轨转移技术的空间验证试验(superfluid helium on-orbit transfer,SHOOT),以期为我国发展液氦在轨补给技术提供有价值的参考。     

基于整数规划的在轨服务任务指派问题研究

在轨服务任务指派问题对于提高多颗服务航天器之间的协同工作效率具有十分重要的意义。针对该问题的特点,提出了求解在轨服务任务指派问题的多目标整数规划方法,通过设计决策变量和形式化各种约束条件,建立了在轨服务任务指派问题的数学模型,给出了仿真求解算法,并进行了仿真验证与分析,仿真结果表明该模型可以较好地解决在轨服务中的任务指派问题。     

NASA研发可为在轨运行卫星提供燃料的航天器

正美国国家航空航天局(NASA)正在打造一种可为在轨运行卫星提供燃料的新型航天器——"Restore-L Spacecraft Bus"。目前在轨运行卫星的燃料都非常有限,当卫星燃料耗尽时将无法继续在轨运行。该新型航天器就像一个移动加油站,可自主与在低轨道上运行的卫星对接,并对在轨运行卫星进行轨道燃料加注,使原本燃料即将耗尽的卫星继续运行。据悉,该项目将由NASA戈达德航天中心的卫星服务项目部门管理。该新型航天器将由NASA和总部位于加利福尼亚州的卫星制造商Space Systems Loral(SSL)公司     

基于实物期权的IT项目风险规避研究

企业信息技术（IT）项目投资具有高风险的特征。影响IT项目成功的风险因素众多，IT项目投资能否取得预期效果，在很大程度上取决于是否能对项目实施过程中所涉及的风险因素采取有效的应对策略。将源自金融领域的实物期权方法引入到IT项目的风险管理中，对IT项目的风险规避模式进行了研究；并提出了相应分析框架，对IT投资路线进行设计和评估，以帮助决策者优化投资方案，规避IT项目风险。     

利用子块二维优化组合降低MIMO-OFDM系统峰均比

针对MIMO-OFDM系统高峰均比问题,文章提出一种利用频域子块在空时二维进行优化组合的方案.该方案基于时隙中存在多个OFDM符号的系统,将位于不同天线、不同时刻的多个OFDM符号在频域分成多个子块,每个子块变换到时域后,在空时二维进行优化组合,选择具有最低峰均比的组合进行发送.该方案利用空时二维自由度,同时降低MIMO-OFDM系统中多个OFDM符号的峰均比.为了降低计算复杂度,给出了2类低复杂度的次优算法.仿真表明,对于512个子载波的MIMO-OFDM系统.当峰均比降低概率为10~(-4)时,该方案能够获得3.9～4.9 dB的峰均比降低增益,比空间移位算法多获得1～2 dB的性能增益.     

小波域正则化遥感图像融合

遥感图像融合过程中,为了在增强空间分辨率的同时减少光谱损失,文章提出了一种改进的强度-色调-饱和度和小波的融合算法,新算法在原算法中,引入正则化技术。以小波域局部高斯模型作为光谱分布先验概率,以全色图小波系数做为空间分布先验概率,以马尔可夫随机场描述空间特征,通过梯度下降法迭代优化,实现了光谱和空间信息总损失最小的图像融合。对美地球资源卫星5的增强专题图像的融合试验证明文中提出的算法可同时提高多光谱及全色图像与融合图像的相关性,有效改善融合效果。     

航天器轨道计算精度数值分析

文章介绍了航天器轨道计算的基本流程,从数值上分析了时间和坐标转换、各种轨道摄动力及它们在不同的计算条件下,对轨道数值计算精度的影响,为各种应用提供简明信息.部分摄动如光压摄动、日月引力摄动对轨道计算精度的影响随着高度的增加而增大,而另一些如大气阻力及地球引力场模型的影响随着高度的增大而减小;对于低轨道航天器,由于飞行速度较快,总体加速度较大,因此误差的累积速度也较快,各种摄动的影响均较为明显.     

航天器中性浮力实验体外形设计与仿真

文章对中性浮力地面实验系统中实验体的外形进行了设计。首先利用Fluent软件求解计算出几种可供选择的实验体外形在各种工况下的水动力系数,同时通过力矩系数给出几种外形的静稳定性;然后在对水阻力系数和静稳定性进行分析和对比的基础上,选择了正方体作为实验体的外形;最后对正方体实验体进行动力学建模及仿真分析,结果表明此外形实验体的水阻力可以被克服。由此说明从阻力能够被克服和具有良好的静稳定性的角度考虑,此外形可以作为较好的实验体外形选择。研究结果可为相关方面的进一步研究和设计提供依据。     

无工质微波推进的推力转换机理与性能计算分析

无工质微波推进属于新概念,具有无烧蚀、性能不受环境影响、推力功耗比宽的特点。文章从普朗克能量子假说和爱因斯坦的光量子理论出发并结合微波理论给出了该装置的推进机理,又从经典电动力学理论出发解释了推力产生的机理。采用有限元数值求解方法对圆台型推力器腔体内的Maxwell电磁方程组进行了数值模拟,获得了模态和1 000 W功率下腔体内的电磁场分布,并分析了不同模态、不同腔体结构下的具体特征。结果表明,在TE011、TE012、TE111和TM0114个模态中,TE012模品质因数和推力最大,其次是TE011针对1 000 W微波功率输入,以黄铜为腔体材料,基于经典电动力学理论计算出TE011和TE012模产生的最大理论推力值分别为411mN和456 mN。     

基于有限元计算细观力学的复合材料宏观性能的一体化预测

基于有限元计算细观力学理论,以MSC.PATRAN为平台,利用PCL实现了RVE的参数化自动建模,建立了RVE库。并根据不同的细观力学方法,通过在后台对RVE边界条件的设置及有限元计算,集成了相应的计算程序,从而实现了复合材料宏观性能的一体化预测。最后,以单向复合材料的宏观弹性模量预测为例,展示了一体化预测系统。     

典型工艺实例评估的多目标群决策方法

准典型工艺实例定义为工艺数据挖掘出的候选工艺实例,准典型工艺实例经过评估才能被确定是否为典型工艺实例。为了对准典型工艺实例进行评估,文章提出多目标群决策方法。文中定义了典型工艺实例的评估准则;针对其中的潜在作用准则,确定生产成本、生产效率、加工工艺性和产品质量4个评估目标,建立了典型实例评估的多目标群决策数学模型,采用群决策协调权法对准典型工艺实例进行排序,最优的实例即为典型工艺实例;以典型工艺路线为例,验证了评估方法的正确性和有效性。     

基于运动跟踪的快速交互式视频抗误码方法

提出了一种基于运动跟踪的快速交互式抗误码算法。首先由解码器检测定位出误码位置,并将误码位置信息反馈给编码器,编码器在编码后续帧时采用运动跟踪的原理定位出受误码影响区域,并对区域内的宏块数据进行相应的处理,以防止误码进一步扩散。实验结果表明,使用该交互式视频抗误码方法能够快速有效地抑制误码的扩散,保证恢复视频质量。     

基于MDL比值的战场目标个数盲估计算法

由于基于MDL准则的信源数估计算法只适用于估计白噪声条件下非相关源的数目,为了适应战场的实际应用环境,提出了基于改进MDL准则的MDL比值信源数目估计算法,有效地解决了基于传统的MDL准则算法在有色噪声条件下信源数估计失效的问题。为了研究空间噪声相关性对所提算法的影响,建立和推导出了适用于圆阵的空间相关有色噪声模型。通过仿真实验和实测数据的验证试验,验证了所提出算法的有效性和可行性。     

基于双展开平面映射法的板料成形多步快速模拟

初始解的确定是板料冲压成形有限元快速分析中的一个重要环节,初始解的好坏严重影响分析计算的速度以及求解的收敛性。文章在总结前人研究成果的基础上提出一种新的网格映射方法——"双展开平面映射法"快速获得中间构型初始解。在此基础上,将上述方法用于板料成形的多步快速模拟,试算表明所提方法正确、有效,为板料成形多步快速模拟中的中间构型准确建立奠定了重要基础。