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精确动力学模型中的行星引力辅助轨道设计

中国空间科学技术 2013年第2期33卷 1-6页

作者：杨洪伟陈杨宝音贺西李俊峰清华大学航天航空学院北京100084

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,... 详细信息

轨道设计分为初步设计和精确模型迭代两步,初步设计基于等效脉冲模型,用圆锥曲线拼接法确定时间窗口和引力辅助产生的速度脉冲。精确模型中引力辅助看作是一个连续的过程,将简化模型得到的引力辅助双曲线轨道化为行星心目标B平面参数,以地心逃逸速度作为设计变量,通过微分修正的方法进行求解。通过算例对比分析了简化模型和精确模型设计结果之间的关系,结果表明,引力辅助脉冲等效模型精度较好。

关键词：轨道设计精确动力学模型引力辅助微分修正深空探测

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木星探测轨道分析与设计

天文学报 2012年第2期53卷 106-118页

作者：陈杨宝音贺西李俊峰清华大学航天航空学院北京100084

研究了与木星探测相关的轨道设计问题.重点关注木星探测轨道与火星、金星等类地行星探测轨道的不同及由此带来的轨道设计难点.首先分析了绕木星探测任务轨道的选择.建立近似模型讨论了向木星飞行需要借助多颗行星的多次引力辅助,对地木... 详细信息

研究了与木星探测相关的轨道设计问题.重点关注木星探测轨道与火星、金星等类地行星探测轨道的不同及由此带来的轨道设计难点.首先分析了绕木星探测任务轨道的选择.建立近似模型讨论了向木星飞行需要借助多颗行星的多次引力辅助,对地木转移的多种行星引力辅助序列,使用粒子群算法搜索了2020年至2025年之间的燃料最省飞行方案并对比得到了向木星飞行较好的引力辅助方式为金星-地球-地球引力辅助.结合多任务探测,研究了航天器在飞向木星途中穿越主小行星带飞越探测小行星的轨道设计.最后,给出2023年发射完整的结合引力辅助与小行星多次飞越的木星探测轨道设计算例.

关键词：天体力学行星与卫星普通航天器

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基于纵向滤波的星敏感器低频误差在线估计

航空学报 2019年第10期40卷 238-248页

作者：叶立军刘付成尹海宁徐樱宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

多敏感器数据融合是获得更高精度姿态测量的有效方法,敏感器数据融合前必须先修正低频误差。首先,介绍了星敏感器低频误差(LFE)的产生机理及对其在线估计的必要性。其次,针对传统算法的不足,提出了基于纵向滤波的低频误差在线估计算法,... 详细信息

多敏感器数据融合是获得更高精度姿态测量的有效方法,敏感器数据融合前必须先修正低频误差。首先,介绍了星敏感器低频误差(LFE)的产生机理及对其在线估计的必要性。其次,针对传统算法的不足,提出了基于纵向滤波的低频误差在线估计算法,该算法将传统低频误差估计问题转化为若干个常值误差估计问题,提高了估计精度。最后,给出了该算法具体实施方式,说明相关参数物理意义及选取原则。通过理论分析及仿真,算法误差可忽略不计。通过在轨数据仿真,星敏感器轨道周期低频误差可被消除。

关键词：低频误差轨道周期纵向滤波在线估计星敏感器数据融合

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深空探测任务进展与展望

上海航天（中英文） 2024年第5期41卷 52-68页

作者：张众武迪宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084

本文全面综述了国际深空探测任务设计的最新进展,涵盖月球探测、大行星探测及小天体探测领域。月球探测方面,介绍了美国Artemis计划、中国探月工程等地月空间战略布局;大行星探测方面,回顾了水星、金星、火星及木星、土星等外行星的探... 详细信息

本文全面综述了国际深空探测任务设计的最新进展,涵盖月球探测、大行星探测及小天体探测领域。月球探测方面,介绍了美国Artemis计划、中国探月工程等地月空间战略布局;大行星探测方面,回顾了水星、金星、火星及木星、土星等外行星的探测历史与现状;小天体探测方面,探讨了其技术难点及科学意义,详述了小行星飞越、环绕、采样和撞击等任务。在此基础上,总结了深空探测任务的启示与发展趋势;结合我国深空探测能力与国际行星科学发展,提出相关任务建议与设想,为我国未来深空探测任务设计提供参考。

关键词：深空探测任务设计月球探测大行星探测小天体探测

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非理想太阳帆航天器时间最优交会任务

清华大学学报（自然科学版） 2014年第9期54卷 1240-1244,1254页

作者：曾祥远龚胜平高云峰宝音贺西李俊峰清华大学航天航空学院北京100084

该文研究了非理想太阳帆航天器的时间最优交会任务。采用太阳帆光学模型,建立了量纲归一化的3维动力学方程。在只考虑太阳引力和太阳光压力的情况下,应用间接法建立了包含发射窗口的交会任务时间最优控制模型。详细推导了光学模型太阳... 详细信息

该文研究了非理想太阳帆航天器的时间最优交会任务。采用太阳帆光学模型,建立了量纲归一化的3维动力学方程。在只考虑太阳引力和太阳光压力的情况下,应用间接法建立了包含发射窗口的交会任务时间最优控制模型。详细推导了光学模型太阳帆的最优控制律。采用美国国家航空航天局(NASA)的非理想太阳帆试验数据,研究太阳光压因子为0.05至0.1的太阳帆金星交会任务。仿真发现,太阳帆航天器轨道设计时需考虑非理想模型的影响,非理想太阳帆飞行时间较理想太阳帆有所增加,且姿态控制规律有所不同。

关键词：非理想太阳帆时间最优控制间接法交会任务

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基于拉网主动控制的运载火箭回收策略

力学与实践 2020年第2期42卷 151-155页

作者：叶立军刘付成宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084 上海航天控制技术研究所上海201109 上海市空间智能控制技术重点实验室上海201109

运载火箭回收技术已经成为热门研究课题,本文提出了一种基于拉网主动控制的运载火箭回收策略,介绍了基本工作原理及组成,给出了初步设计。

关键词：拉网控制运载火箭回收着陆

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高超声速飞行器周期巡航条件的确定

力学与实践 2009年第1期31卷 16-19页

作者：张忠峰高云峰宝音贺西清华大学工程力学系北京100084 太原卫星发射中心太原030027

针对不同已知条件,分别用Newton-Raphson迭代法和遗传算法确定了高超声速飞行器周期巡航的条件.并且用胞映射法计算得到周期巡航不动点的吸引域.结果表明,只要满足特定条件,高超声速飞行器就可实现周期巡航,且巡航初始值可在较大的范围... 详细信息

针对不同已知条件,分别用Newton-Raphson迭代法和遗传算法确定了高超声速飞行器周期巡航的条件.并且用胞映射法计算得到周期巡航不动点的吸引域.结果表明,只要满足特定条件,高超声速飞行器就可实现周期巡航,且巡航初始值可在较大的范围内进行选择.

关键词：周期巡航不动点胞映射吸引域

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第三届全国深空轨道设计竞赛总结

力学与实践 2012年第2期34卷 97-101页

作者：陈杨唐歌实李黎宝音贺西李俊峰清华大学航天航空学院北京100084 北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094

介绍了第三届全国深空轨道设计竞赛的题目和评价标准.总结了各队的设计方法、设计结果排名以及获得的启示.

关键词：深空轨道设计竞赛

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高超声速飞行器巡航燃料消耗分析

弹箭与制导学报 2009年第1期29卷 184-187页

作者：张忠峰高云峰宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084

针对某一高超声速飞行器模型,对飞行器巡航中的燃料消耗进行了分析计算。首先计算了不同高度和速度下飞行器稳态巡航的燃料消耗,得到了要实现某一速度的稳态巡航,则高度必须在一定的范围内,反之亦然的结论。其次,用遗传算法优化得到周... 详细信息

针对某一高超声速飞行器模型,对飞行器巡航中的燃料消耗进行了分析计算。首先计算了不同高度和速度下飞行器稳态巡航的燃料消耗,得到了要实现某一速度的稳态巡航,则高度必须在一定的范围内,反之亦然的结论。其次,用遗传算法优化得到周期巡航的燃料消耗,结果表明,当飞行迎角在5°附近时,周期巡航燃料消耗较少。最后,对两种巡航状态的燃料消耗进行了比较,得出周期巡航比稳态巡航节省燃料的结论。

关键词：稳态巡航周期巡航遗传算法高超声速飞行器