基于LAN的转台机动控制虚拟动态测试分析系统设计

针对卫星姿态机动控制地面物理仿真监测实验,设计了卫星姿态机动控制性能动态测试分析系统;测试系统采用码盘作为测角传感器、数字I/O接口卡、测试目标为飞行器仿真气浮单轴实验转台,Labview和Access为开发软件;运用了动态测试技术、Lab-view与SQL连接的ADO技术,设计了库结构,利用Datasocket技术实现了实验数据的网络通讯,并介绍了系统硬件设计方法和软件系统设计方法,该系统实现了角度动态数据采集、数据自动存储、数据自动分析、数据管理及数据自动打印等实验功能,分析结果包括机动范围、姿控精度、控制误差及机动响应时间等数据项,还实现了局域网内PC机在线实验观测和实验数据备份功能;经实验验证,达到预期的实验测试任务要求。     

基于OpenGL的小卫星在轨运行仿真系统研究

传统的航天工业仿真技术主要用于分析计算航天器的飞行轨道与姿态运动,这种仿真方式通常不支持三维可视化仿真功能;文章结合卫星轨道、姿态动力学和计算机图形学,设计基于三维实时动态显示技术的小卫星在轨运行仿真系统,对卫星轨道、姿态进行可视化仿真,实时动画演示星内敏感器的工作状态,提供图形曲线和文本形式的分析数据,并能与卫星地面站进行数据通讯,实现小卫星的在轨监测功能;仿真结果表明,仿真系统能正确实时接收地面站的数据,支持二维、三维动画输出,可以成功完成小卫星系统的仿真与监测功能.     

STK在空间作战系统仿真中的应用

卫星工具包(STK)是广泛应用于航天工程全过程的先进卫星系统分析软件.文中首先提出空间作战系统的概念,在建立空间作战系统模型的基础上,利用STK软件的通信连接功能和三维演示功能,对作战系统的轨道设计、任务规划、作战控制等方面的仿真演示进行了设计和实现.在仿真过程中采用了基于多个端El的分布式仿真,通过仿真结果,验证了空间作战系统任务规划后拦截方案的可行性,并为以后武器系统的相关仿真实验提供了更多的借鉴与参考.     

卫星控制系统半物理仿真实验和多转台仿真方法

本文首先讨论卫星控制系统半物理仿真实验的功能,其次介绍卫星仿真中心多年来完成的半物理仿真安验,最后讨论多转台半物理仿真方法及其仿真系统。     

基于进化算法的人造卫星轨道优化设计与仿真

进化算法因其较强的搜索能力已被广泛应用于卫星轨道求解当中,但传统的方法是在轨道建模的基础上解微分方程得出,因轨道模型要考虑很多摄动因素,所以运算量巨大,充分运用STK软件强大、精确的卫星轨道机动运算功能,利用STK软件的连接模块将进化算法得到的数据输入到STK的轨道机动模块,算出卫星发射轨道并求出最佳机动方案,使算法简单可靠.最后,通过STK的轨道机动模块、三维显示模块对设计出来的轨道仿真演示.实例结果证明了该方法的有效性.     

基于STK的卫星轨道机动模型设计与仿真

轨道机动是卫星完成任务常用的手段,在分析卫星星下点轨迹和覆盖区计算方法的基础上,以能量消耗最少为约束条件,对分辨率不符合要求、过境时间不符合要求、卫星在一昼夜内不过境三种情况下的卫星轨道机动问题进行了分析和理论推导,得出相应的卫星轨道机动模型,并采用STK对几种轨道机动方案进行编程设计,通过二维和三维图进行演示,计算结果与STK的数据达到高度一致,全面验证了轨道机动中的各种关键模型,对卫星轨道机动的实际应用有较好的借鉴价值。     

基于自组织小脑神经网络的挠性卫星姿态控制

研究卫星稳定性优化控制,卫星姿态控制系统是一个耦合的不确定非线性系统,在轨运行的卫星不可避免地受到模型参数不确定性和各种干扰力矩的影响,存在使挠性卫星大角度姿态机动的控制问题进一步复杂化.为了完成姿态控制任务,需要所设计的控制律具有较高的鲁棒性.采用滑模变结构控制对挠性卫星进行姿态机动控制,用神经网络对不确定性进行补偿,改变了传统的小脑神经网络补偿时实时性差的缺点,提出用自组织小脑神经网络对不确定性进行补偿,根据输入自动增加和减少节点数,并可以更新权值.对于模型的不确定性可以实时地补偿,提高了泛化能力.通过数值仿真,验证了所设计控制方法的有效性和鲁棒性,对优化卫星姿态稳定性控制提供依据.     

高旋弹卫星导航接收机半实物仿真

半实物仿真是测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下工作性能的有效手段。为测试卫星导航接收机在高旋外弹道环境条件下的性能,阐述了二维弹道修正引信实现弹道修正的工作原理和北斗卫星导航接收机的基本工作原理;建立了高旋7自由度弹道模型;设计了半实物仿真系统,编写了仿真模型,并在RT-LAB实时仿真平台上运行;分别在非旋转条件和旋转条件下对卫星导航接收机进行了半实物仿真测试,仿真测试结果显示仿真机数据与弹上机转换后数据曲线重合。实验表明：半实物仿真系统可有效检验高旋炮弹卫星导航接收机功能和准确度。     

面向卫星系统仿真的可视化环境

卫星系统仿真在卫星系统分析、设计及评估中起着重要的作用.该文按照数值计算与图形演示相分离的原则,提出并实现了一个面向卫星系统仿真的可视化环境,主控程序(即仿真运算软件)通过基于Socket机制的进程交互接口实现对可视化环境的操控.该环境基于Win32多线程机制设计,各线程之间运用信号事件进行同步,并选用OpenGl作为实体建模与渲染之工具.该环境实现了关于卫星系统运行过程的动态三维场景、二维地图投影两种视图以及相关界面.目前,该环境已成功应用于多卫星系统效能仿真与评估等项目研制中.     

对地观测小卫星轨道机动仿真研究

针对我国对地观测小卫星的轨道机动任务要求,该文设计了轨道机动的软件模块和主要程序.该套软件设计的目的是为了能使卫星在最短的时间内由平时轨道机动到战时轨道.该套软件根据卫星轨道调整前后的轨道参数特点和轨道调整后的星下点轨迹要求,确定机动时间,将调整轨道半长轴与微调星下点轨迹结合起来,在最短时间内完成轨道调整任务.最后根据某对地观测小卫星的任务和技术指标要求,仿真其轨道机动过程.仿真结果表明,该系统具有很高的实用价值.     

利用OpenGL实现卫星系统可视化仿真模型的研究

卫星系统可视化仿真在卫星系统设计、分析、评估等工程实践中扮演着重要的角色。该文基于此需求,且主要针对对地观测卫星系统,按照数值计算与图形演示相分离的思想提出一个基于OpenGL的卫星系统可视化环境,详细讨论了其实现框架、三维和二维模型元素的参数化定义以及相关的投影方法,并在Win32平台上加以实现。该环境成功应用于多卫星系统效能评估与仿真等项目中。     

基于卫星云图的三维立体云仿真

真实立体云仿真是计算机图形学中非常实用的研究.为了实时和逼真研究立体云图仿真,提出了一种基于卫星云图的三维立体云仿真方法.首先利用Micaps3.0处理卫星云图,提取二维云图像,然后从二维云图像中提取云的三维信息,并对其进行空间填充,最后通过充分利用GPU硬件加速改进性能,利用改进Billboard算法实现三维立体云仿真.与以往三维云实现方法相比,改进方法实现简单而且十分高效.实验表明,在气象地理信息系统应用中,方法可以获得更加实时、真实三维立体云效果.     

基于HLA的卫星自主导航仿真系统设计

该文根据卫星自主导航技术研究的需要,设计了基于HLA的仿真系统。在分析卫星自主导航技术基本原理的基础上规划设计了系统的仿真场景,根据任务功能需求提出了基于高层体系结构的卫星自主导航仿真系统框架,在对仿真系统中的卫星成员、恒星成员和控制成员等主要联邦成员的行为进行建模后,详细设计了相应的成员类,并对整个仿真系统的时间推进机制和时间管理策略进行了设计和说明。根据上述设计方案构建的仿真系统,可以对卫星自主导航技术进行仿真试验,从而完成其体制演示和关键技术验证。     

卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法

卫星控制系统半物理仿真是在实验室中模拟卫星在轨道上运动特性的一种试验方法，它通常用于验证卫星控制系统方案和性能指标。卫星控制系统半物理仿真包括将硬件接入回路的卫星动力学仿真和运动学仿真。仿真计算机计算卫星的动力学和运动学方程；转台模拟卫星在空间的运动；目标模拟器用来模拟卫星姿态敏感器的参考目标(太阳、地球和恒星等)的环境特性。为了将控制系统硬件接入试验回路．必须适当地处理一系列的关键技术。卫星控制系统多转台多模拟器半物理仿真方法适用于带有多种敏感器的复杂卫星仿真。     

多卫星系统综合建模与仿真环境的设计与实现

解决复杂多卫星系统一体化设计、评价和优化问题的有效途径是建立综合性的仿真分析环境。以构建柔性仿真平台为目标,采用面向对象的思想方法及多种相关技术,并以对地观测卫星系统为主要研究对象,设计实现了“多卫星系统综合效能仿真分析软件(MSSE)”。该软件使用户能够以可视交互模式进行系统的层次化建模,灵活地进行仿真实验框架配置,迅速模拟任务想定并实施运行过程的全程监控,对系统总体性能和效能指标予以全面分析,并获得详尽的结果报告和逼真的二维、三维模拟空间视景。该文对软件的总体设计思想、构成和功能及其实现机制进行了阐述。     

基于OpenGL的卫星跟踪仿真

基于开放式三维图形程序标准OpenGL的卫星三维仿真实现,论述了在VC 6.0中利用OpenGL进行三维仿真的优点,以及卫星几何模型的构建、卫星运动轨迹的确定、仿真过程的动态显示以及系统软件的主要功能和实现。由此得到了效果比较好的卫星跟踪仿真图。因受限于目前的计算机技术尚不能做到对卫星上所有设备进行图形显示监测,但是卫星三维视觉仿真对于卫星检测系统和卫星管理系统依然具有很大的实用价值。     

基于OpenGL的卫星跟踪仿真

基于开放式三维图形程序标准OpenGL的卫星三维仿真实现，论述了在VC＋＋6．0中利用OpenGL进行三维仿真的优点，以及卫星几何模型的构建、卫星运动轨迹的确定、仿真过程的动态显示以及系统软件的主要功能和实现。由此得到了效果比较好的卫星跟踪仿真图。因受限于目前的计算机技术尚不能做到对卫星上所有设备进行图形显示监测．但是卫星三维视觉仿真对于卫星检测系统和卫星管理系统依然具有很大的实用价值。     

带柔性天线卫星机动过程动力学分析

基于刚柔耦合动力学模型仿真分析卫星机动过程的动力学特性.模型将天线上的柔性金属网近似成阻尼弹簧模型,将径向肋刚化并等效其柔性为径向肋根部的扭簧转角;利用该简化模型研究了卫星机动过程中径向肋和金属网的柔性对卫星姿态的影响.通过仿真分析天线卫星系统在不同结构参数情况以及不同驱动力作用下的卫星机动过程动力学特性,对比分析得出：提高径向肋的固有频率,增加金属网以及增大径向肋扭簧的阻尼能有效降低刚柔耦合问题对卫星本体姿态的影响.     

一种基于HLA的卫星分布式仿真系统研究及其应用

卫星系统的仿真是一个多因素、多学科、多节点的复合性问题,传统的仿真方法存在扩展性和重用性差等缺点。基于HLA体系规范,构建一个良好扩展性和重用性的仿真系统能够对卫星总体设计方案进行仿真演示和验证,进一步提高卫星总体设计方案的科学化水平。基于HLA的卫星分布式仿真系统的优点在于不需对仿真系统主题框架做任何更改的情况下,通过XML配置文件实现不同任务目标的卫星任务仿真系统,从而实现仿真组建的发展和重用,解决单机系统仿真大规模扩展困难和难以真实描述系统间数据交互的难题。     

基于气浮台的小卫星姿态控制全物理仿真实验系统

设计了一套用于小卫星姿态控制全物理仿真的新型实验系统;该系统基于滑台式气浮台,采用回转中心与质心重合方法解决了气浮台力矩平衡难题;设计了独立的供气和供电系统,对供气、供电、星载计算机、执行机构和敏感器等分系统进行了设计,满足卫星控制全物理仿真要求,采用CAN总线技术和串口技术实现了星上部件之间以及地面站对其遥测遥控的通讯,并以双边极限环控制法为例,进行了卫星姿态控制全物理仿真实验,结果证明了该系统仿真结果精确,在小卫星仿真测试中具有实用价值。