一种北斗联合低轨星座的导航增强方法研究

单纯依靠北斗导航系统提供定位导航授时服务,存在卫星信号落地功率低、易受遮蔽和阻断的不足。针对此问题,研究了一种北斗联合低轨星座实现导航增强的系统架构;提出了一种新的适应严重遮蔽或干扰条件下,基于到达时间(TOA)和到达频率(FOA)联合观测的定位解算算法;对高中低轨混合星座条件下的覆盖特性和精度衰减因子进行了仿真分析。分析结果表明,用户可见星数平均增加了64.2%,位置精度衰减因子(PDOP)平均改善了28.7%。研究结果可为下一代北斗的论证设计与研制建设提供参考借鉴。     

火星探测器转移轨道的自主导航方法

本文针对转移轨道火星探测器对自主导航的迫切需求,提出了一种基于小行星和X射线脉冲星交互观测的自主导航方法,并结合工程任务对上述量测信息的获取方式和获取条件进行了研究,仿真结果表明,与单独基于小行星或单独基于X射线脉冲星观测的自主导航系统相比,该方法不仅可获得更高的导航精度,为转移轨道中途修正提供准确的轨道信息,且工程实现简单,是一种可行的转移轨道火星探测器自主导航方案,可为我国火星探测器自主导航系统的设计提供参考.     

SGCMGs驱动的挠性航天器有限时间自适应鲁棒控制

针对挠性航天器系统中同时存在单框架控制力矩陀螺群(Single gimbaled control moment gyroscopes, SGCMGs) 摩擦非线性、电磁干扰力矩、惯量摄动以及外部干扰等问题, 提出了一种有限时间自适应鲁棒控制(Finite-time adaptive robust control, FTARC) 方法. 针对系统中存在未知参数的情况, 分别设计自适应更新律, 使得控制器的设计不依赖参数信息, 同时减小外部干扰对系统的不利影响. 应用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统姿态角误差和姿态角速度误差可在有限时间内收敛到原点附近的邻域内. 仿真结果表明, 所提控制律可实现挠性航天器姿态快速机动, 并获得甚高指向精度.     

带未知干扰的模块化航天器系统相对轨道的队形控制

基于多智能体系统一致性理论,在有向拓扑结构中对模块化航天器相对轨道的队形控制问题进行研究.考虑与状态相关的未知外部干扰,在存在模块质量不确定性的情形下,基于自适应增益技术,设计仅依赖模块自身及其邻近模块信息的分布式控制算法,并通过Lyapunov稳定性方法证明闭环系统是渐近稳定的.最后在Matlab/Simulink中对6个模块组成的模块化航天器系统的队形进行仿真分析,仿真结果表明所设计的控制律是有效且可行的.     

一种评估LEO卫星通信网络抗毁性的新方法研究

抗毁性是低轨卫星通信网络的重要属性,评估卫星网络抗毁性对卫星网络结构设计具有重要意义.针对低轨卫星网络的特点,在对复杂网络抗毁性的研究基础上,建立以自然连通度为基础的卫星网络抗毁性测度指标,利用STK/Matlab仿真工具分析卫星网络的抗毁性.实验分析表明,仿真结果可以有效评估卫星网络抗毁性大小.     

Angles-only relative navigation in highly elliptical orbits

For angles-only relative navigation system only measures line-of-sight information,there are inherent problems in the ability to determine the range between Chaser and Target. Angles-only relative navigation is an attractive alternative for inspecting or rendezvous with noncooperative target,if adequate accuracy can be achieved. Angles-only relative navigation model considering J2 perturbation is presented for tracking and rendezvous with noncooperative target in highly elliptical orbit. Impulsive out-of-plane maneuvers of the Chaser are used to improve the navigation accuracy. The first impulse burns in cross-track directions to change the orbit inclination of the Chaser. The second impulse burns after one orbit period to change the orbit of the Chaser back. The simulation results show that the relative navigation system without maneuvers can’t correct the initial state errors,while impulsive out-ofplane maneuvers of the Chaser improves the navigation accuracy. Angles-only relative navigation with chaser vehicle maneuvers to improve observability is effective when the spacecrafts are in highly elliptical orbits.     

低轨道卫星通信中越区切换信道分配算法研究

该文根据低轨道卫星通信中,呼叫请求到达的特点,以带滞后结构的马尔可夫链模型来模拟信道的占用和分配状态,对新呼叫阻塞率和切换呼叫中断率进行评估。仿真结果表明:较低通信量负载时,这种信道分配策略简单有效,在保证切换呼叫中断率小于0.05%的情况下,呼叫阻塞率大大降低,同时提高资源利用率。     

基于STM32的航天器电气负载监控系统设计

针对传统电气负载监控系统通信纠错率较低,造成航天器电气负载监控准确率较差的问题,基于STM32设计一种新的航天器电气负载监控系统;分别设计电气负载监控系统的硬件和软件;系统硬件主要设计了嵌入式数据接口以及外接设备、驱动芯片以及监控继电器控制模块,WLAN驱动芯片能够有效降低成本和功耗,提高通信速率;通过电气负载监控执行实现软件功能,建立电力负载管理中心软件,提高监控系统的通信能力,提升负载监控的准确性;实验结果表明,基于STM32的航天器电气负载监控系统通信纠错率平均值为92%,航天器电气负载监控过程误差较小,具有一定的实际应用性。     

执行器故障与饱和受限的航天器滑模容错控制

针对航天器姿态控制过程中同时存在执行器故障、安装偏差与控制受限的多约束问题,提出一种基于积分滑模面的自适应鲁棒姿态容错控制方法,所设计的控制器在满足执行器控制能力的饱和受限约束的条件下确保系统稳定;同时,通过引入控制参数在线自适应学习策略以提高对干扰、安装偏差以及故障变化的鲁棒性,进而减小对这些信息的依赖能力,并基于Lyapunov方法分析了系统稳定性.通过数值仿真结果表明,提出的自适应积分滑模容错控制算法能有效的保证执行器故障时航天器姿态控制系统的稳定性,并具有较强的鲁棒性.