嫦娥一号卫星的制导、导航与控制

嫦娥一号卫星是中国首颗月球卫星。卫星制导、导航与控制（GNC）任务复杂多变,对系统实时性、可靠性和精度要求较高。文章介绍嫦娥一号卫星GNC系统组成、控制方法、系统特点和典型飞行结果。     

嫦娥三号着陆控制研究与软件仿真

嫦娥工程分为3个阶段,目前已经进行到第二阶段,即发射可在月球表面软着陆的登陆器,这便是嫦娥三号的主要任务。为了保证登月探测器在月球表面平稳地降落并且能够有效应对外太空环境下各种因素造成的干扰,需要对控制方案进行深入的研究和认真的设计。选择非线性变结构控制与状态反馈相结合的办法设计控制方案,设定关于系统高度、速度以及加速度等状态变量的性能指标,通过对相应的哈密尔顿函数采用极小值原理来得到变结构控制的相关输入,从而完成控制方案的数学模型。使用Simulink软件对所得到的数学模型分别在理想的情况以及存在干扰的情况下进行仿真,并且得到了满意的仿真结果。所设计的控制方案有一定的可行性,但因为大多数工作只是理论层次的分析,因此还需要进一步的研究。     

嫦娥一号肩负的使命

神话传说中的"嫦娥奔月"终于成为现实,承载亿万中国人奔月梦想的"嫦娥",肩负着中国人的重托飞向月球,履行其神圣的使命。     

基于模拟退火模型及蚁群算法模型的嫦娥三号着陆轨道设计

通过分析相关材料,得出解决此题的关键是确定嫦娥三号在软着陆轨道6个阶段的初始状态信息。首先构造模拟退火模型来求解,得出嫦娥三号软着陆轨道与6个阶段初始位置的交点及最后着陆点的位置信息,由此确定嫦娥三号的软着陆轨道。但此方法在实现时,会导致着陆器的速度变化过缓,其得到的解的性能虽令人满意,但算法太慢,为得到更优化的结果,又引入蚁群算法模型来进行求解。     

嫦娥一号卫星的地月转移变轨控制

文章阐述了嫦娥一号卫星地月转移阶段（从星箭分离到进入使命轨道）的高可靠、高精度自主变轨控制方案,介绍了飞行轨道、轨控策略及控制参数优化、星上自主变轨控制的系统设计和相关参数的地面标定等,给出了在轨飞行试验的验证结果。     

基于场景识别的无人机自主着陆组合导航研究

研究无人机自主着陆阶段的组合导航问题,现有绝大多数是GPS/INS的组合导航,其中状态量的位置信息也都选择了传统的纬度、经度和海拔高度.为了适应着陆场景识别导航,提出了一种基于场景识别/INS的无人机自主着陆组合导航新方法.从机场原点指向飞机的矢量相对机场的俯仰角、方位角及矢量长度作为卡尔曼滤波状态量的位置信息,组合导航中量测信息是从飞机上的摄像机所获得的机场特征点在摄像机所摄图像中的位置(坐标).通过对方法的分析及仿真,结果验证了方法在无人机自主着陆阶段组合导航中,稳定性和快速性等识别性能较好.     

嫦娥一号高能粒子分布数据的可视化

针对大规模嫦娥一号高能粒子数据,提出采用可视化分析其数据分布的一套方法.利用各时刻获取的粒子通量来图示高能粒子通量随时间的变化情况;并将一段时间内粒子通量分成若干区间,利用直方图显示不同通量范围内粒子数的统计分布;针对月表各点粒子通量所处的不同范围,给出月表不同通量区间内粒子分布的三维显示;基于月表各投影网格对应的平均粒子通量,给出月表平均通量分布的三维显示;通过引入月地日夹角参数,可视化随月地日夹角变化的通量分布.基于文中方法设计并实现一个高能粒子可视化辅助分析系统,对不同月份、不同种类的高能粒子数据进行快速浏览和分析,大大提高了对高能粒子分布数据的分析效率.     

基于联邦UKF算法的移动机器人自主组合导航

组合导航技术是解决地面机器人自主导航的一个有效途径,其中GPS/DR是一种典型的组合方式。常用的卡尔曼滤波主要用于处理线性问题,针对该导航系统非线性的特点,对Unscented卡尔曼滤波（UKF）与分散式滤波技术相结合的方法进行了研究,建立了用于GPS/DR导航系统的联邦UKF算法。数值仿真实验表明,联邦UKF比联邦EKF有更好的滤波精度,同时有更高的稳定性和容错性,是一种理想的GPS/DR导航非线性滤波方法。     

低功耗水下自主导航系统设计

以微处理器586 -engine为控制核心,采用模型辅助的自主导航算法设计了一种水下自主导航系统.该系统能够实时采集多个外部传感器数据并对数据进行实时解算,同时满足低成本、低功耗和长航时的要求.搭建了整个系统硬件平台,通过陆上跑车实验对整个实时导航系统进行了满足一定精度的简单实验验证,验证了系统的实时性和可行性.     

卫星交会的自主导航技术

论述卫星交会自主导航的飞行任务背景和概念，综述国内外学者正在进行探索研究的思路，以期引起国内学者的注意、探讨和深入研究。     

航天器自主导航技术的新进展

本文综述了美国空军近期进行的“ＴＡＯＳ”飞行试验的背景和任务，着重讨论了试验的主要部分－ＭＡＮＳ自主导航系统，介绍了系统的原理，硬件，软件及其在轨试验。     

嫦娥一号卫星紫外月球敏感器

探月工程是我国航天领域的又一项重大工程项目,嫦娥一号卫星是探月工程的第一步。嫦娥一号卫星首次采用了一种全新的光学姿态敏感器——紫外月球敏感器,实现在卫星环月飞行期间的姿态测量任务。紫外月球敏感器是一种以月球为姿态参考源的大视场成像式光学姿态敏感器,本文介绍其工作原理、功能与组成以及在轨飞行试验的相关情况。     

基于Walker星座的导航卫星自主导航的GDOP最小值分析

卫星自主定轨时选择测量卫星的几何构型对于定轨精度有着重要的影响.目前地面接收机与导航卫星的几何构型对定位精度的影响主要由GDOP（几何衰减因子）来衡量,GDOP值的下限限制了在一定的测量精度下用户定位的精度范围.通过构建Walker构型的导航星座将地面接收机GDOP取最小值时的边界确定,推广应用到自主导航环境下,利用均匀采样和遗传算法分别独立得到GDOP的最小值,同时用仿真数据验证了这个值的正确性.     

全球定位系统（GPS）的自主导航

GPS自主导航系统（ANS）将在21世纪头10年利用GPSBlockⅡR导航星投入运行，ANS将为用户提供180天的自主导航精度，即使GPS运行控制中心（OCS）瘫焕，也能提供自主导航，本文介绍ANS系统的总体设计，讨论系统设计中的一些问题以及航空航天公司（Aerospace Corporation)对ANS方案仿真所获得的ANS性能数据，介绍了ANS的分析方法和物理模型及其数学方程，对测量数据进行了实际仿真，仿真中考虑了影响导航性能的所有环境因素和硬件效应，给出了在正常运行条件下，在异常情况下（GPS卫星出故障），以及在核打击环境下的导航性能。讨论了导致ANS性能下降的不可观测误差源。     

信息化技术在嫦娥一号卫星研制中的应用

嫦娥一号卫星首发成功,是我国航天事业发展的第三个里程碑。信息化技术在嫦娥一号卫星的管理、设计、加工及测试等各个环节都得到了充分应用,为确保高效、高质量地完成嫦娥一号卫星的研制任务起到了至关重要的作用。报告对嫦娥一号卫星的主要特点进行了归纳;全面回顾了在嫦娥一号卫星研制过程中信息化技术的应用情况及其成效;简要介绍了信息化技术在星上产品中的应用情况,详细阐述了信息化技术在制导、导航与控制（GNC）系统中的应用情况;并对信息化技术在飞控任务中的应用作了介绍。     

结合类脑导航的强化学习无人机自主导航

随着无人移动平台的不断发展,为其赋予高效的自主导航能力变得尤为重要;针对无人机自主导航常用的端到端强化学习方法存在训练效率低、泛化能力和通用性差等问题,引入了类脑导航模型,基于长短时记忆(LSTM)神经网络构建了类脑细胞导航模型,通过整合编码无人机智能体的自运动信息,实现了网格细胞和头朝向细胞的编码,进一步将这些信息作为深度强化学习算法D3QN的状态补充表示;通过在AirSim仿真环境的实验表明,类脑导航模型的引入能够有效提高算法的训练能力和无人机智能体的导航性能,相较于原D3QN算法,在环境目标改变的情况下仍能寻找到新的目标点,有效提升了算法的泛化能力。     

基于激光传感器的智能车自主导航系统设计

从硬件电路设计和软件设计两大方面入手,分析基于激光传感器的智能车自主导航系统的设计过程。通过分析基于激光传感器芯片制作的自主导航智能车的设计原理和方案,从机械结构设计,硬件电路设计,程序算法设计以及调试经验等四个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。经过实验对比和竞赛,表明测速模块、电机驱动模块及激光传感器的设计和选择,软件程序的编写和算法的选择有效地实现了智能车的高速自主导航。     

CITAVT-IV——视觉导航的自主车

国防科技大学研制的CITAVT-IV自主车在高速公路实验中达到了75.6km/h的高速 ．文章对CITAVT-IV的系统构成、组织结构及有关实验情况进行了比较详细的介绍，特别是 其系统软件和系统数据流程具有一定的新颖性，该事件驱动的实时多任务软件系统具有很好 的实时特性，较好地解决了自主车系统的延迟问题．     

基于激光传感器的智能车自主导航系统设计

从硬件电路设计和软件设计两大方面入手,分析基于激光传感器的智能车自主导航系统的设计过程。通过分析基于激光传感器芯片制作的自主导航智能车的设计原理和方案,从机械结构设计,硬件电路设计,程序算法设计以及调试经验等四个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。经过实验对比和竞赛,表明测速模块、电机驱动模块及激光传感器的设计和选择,软件程序的编写和算法的选择有效地实现了智能车的高速自主导航。     

嫦娥二号工程月球辐射噪声影响研究

月球辐射噪声是月球探测中影响测控通信性能的重要因素,将直接影响地面测控系统的数据接收和测距测速性能.本文在借鉴国外相关领域研究的基础上,首次探讨了月球噪声对测控通信的影响机理和测试方法,建立了理论模型并进行了仿真分析.在嫦娥二号工程中,利用国内目前最大口径的18m测控系统对月球辐射噪声进行了长时间的测量,通过对试验数据和理论计算结果的对比分析,得到了月球辐射噪声在S频段和X频段对18m测控系统的影响规律,为我国后续月球与深空探测的测控与通信链路性能的设计提供了更精确的参考依据.