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地外天体软着陆自主导航与控制技术研究进展

深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 3-15页

作者：黄翔宇徐超郭敏文北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术全国重点实验室北京100094

软着陆探测是重要的地外天体探测方式,制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)是地外天体软着陆成功的关键。首先梳理了国内外月球、火星和小天体等地外天体软着陆任务发展现状;在此基础上,总结了地外天体软着陆任务典... 详细信息

软着陆探测是重要的地外天体探测方式,制导、导航与控制(Guidance,Navigation and Control,GNC)是地外天体软着陆成功的关键。首先梳理了国内外月球、火星和小天体等地外天体软着陆任务发展现状;在此基础上,总结了地外天体软着陆任务典型GNC方案及自主导航与控制技术主要进展;最后,针对未来的地外天体精确定点软着陆任务,提出了需要重点关注和发展的自主导航与控制关键技术,为未来技术发展提供借鉴和参考。

关键词：地外天体软着陆自主导航制导与控制研究进展

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多约束月面盘旋飞跃轨迹优化控制方法

深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 16-23页

作者：陈上上关轶峰黄翔宇北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术国家重点实验室北京100094

针对无平移发动机月球探测器的多约束盘旋飞跃问题,给出了燃耗最优轨迹。盘旋飞跃划分为垂直上升段、平移段、垂直下降段,垂直上升段与垂直下降段的最优控制均为Bang-Bang形式。研究平移段最优轨迹时,考虑位置、速度、角速度等约束,首... 详细信息

针对无平移发动机月球探测器的多约束盘旋飞跃问题,给出了燃耗最优轨迹。盘旋飞跃划分为垂直上升段、平移段、垂直下降段,垂直上升段与垂直下降段的最优控制均为Bang-Bang形式。研究平移段最优轨迹时,考虑位置、速度、角速度等约束,首次把优化问题的控制变量由推力转化为角速度,然后基于Pontryagin极小值原理得到了最优角速度的初步形式,接着通过对奇异点连续性、控制变量切换次数的研究,得到最优角速度的最终形式由最大边值与最小边值组成且发生两次切换,最后提供了一种求解切换点的数值方法。仿真结果表明,该算法精度高、复杂度低,适用于在线轨迹优化。

关键词：多约束盘旋飞跃 Pontryagin极小值原理轨迹优化

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火星精确着陆智能融合自主导航方法

深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 24-30页

作者：高锡珍黄翔宇徐超北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术全国重点实验室北京100094

针对未知环境下难以进行绝对光学导航定位的问题,提出了火星精确着陆智能融合自主导航方法。考虑地外环境纹理相似度高、图像间视角尺度变换带来的特征无法检测和识别效率低的困难,构建无监督单应网络估计探测器帧间运动。结合惯性测量... 详细信息

针对未知环境下难以进行绝对光学导航定位的问题,提出了火星精确着陆智能融合自主导航方法。考虑地外环境纹理相似度高、图像间视角尺度变换带来的特征无法检测和识别效率低的困难,构建无监督单应网络估计探测器帧间运动。结合惯性测量信息建立探测器状态递推模型,通过无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)利用所建立的测量模型和状态递推模型实现探测器位置、速度和姿态实时估计,仿真结果验证了无需特征检测与匹配,利用视觉惯性测量信息融合导航的有效性。

关键词：火星着陆智能导航多源融合无监督学习深度神经网络

新《档案法》背景下完善与加强档案普法的新要求、新内涵与新方向

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档案学刊 2024年第4期 13-24页

作者：黄湘毓湘潭大学公共管理学院湖南湘潭411105

新《档案法》出台后的贯彻落实,需要通过档案普法去宣传、领会和执行。从《“七五”规划》到《“八五”规划》,其普法制度、内容、策略和形式的变化充分折射出我国档案普法在新《档案法》背景下,不仅对于“如何紧跟新时代、如何完善责... 详细信息

新《档案法》出台后的贯彻落实,需要通过档案普法去宣传、领会和执行。从《“七五”规划》到《“八五”规划》,其普法制度、内容、策略和形式的变化充分折射出我国档案普法在新《档案法》背景下,不仅对于“如何紧跟新时代、如何完善责任制”等有了新要求,而且对于档案普法主体、对象、内容和形式等方面都有了新内涵,主体责任愈加清晰且格局愈加广阔;普法对象既抓住关键少数,又强调融入性;普法内容既凸显新的大篇章,又注重新的小细节;普法形式既要借助各种媒体,又要融入专业平台。鉴于此,积极打造档案普法线上服务平台,有效开展档案普法线下交流活动成为完善和加强档案普法的应有之举。展望未来,应通过科技赋能与模式创新,更加有效地提升档案普法水平。

关键词：新《档案法》档案普法档案宣传

融合相机和激光雷达的小天体运动状态估计方法

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深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 63-70页

作者：陈友郭金融刘延杰邵巍黄翔宇青岛科技大学自动化与电子工程学院青岛266100 山东省深空自主着陆技术重点实验室青岛266100 北京控制工程研究所北京100094

针对单一视觉传感器难以实现小天体运动状态估计的问题,提出了一种融合相机和激光雷达的小天体运动状态估计方法。首先,建立融合相机和激光雷达测量模型,通过跟踪带有深度信息的图像特征点,利用扩展卡尔曼滤波器估计小天体的自旋角速度... 详细信息

针对单一视觉传感器难以实现小天体运动状态估计的问题,提出了一种融合相机和激光雷达的小天体运动状态估计方法。首先,建立融合相机和激光雷达测量模型,通过跟踪带有深度信息的图像特征点,利用扩展卡尔曼滤波器估计小天体的自旋角速度、自旋轴方向、位置和速度;其次,设计了特征融合矩阵,可实现对图像特征点、点云、融合特征点的实时更新;最后,分析本文算法的有效性以及特征点数量、观测高度、噪声大小对算法的影响。仿真结果表明,本文算法的精度和收敛速度均优于基于单一传感器的小天体运动状态估计方法。

关键词：信息融合小天体运动状态估计扩展卡尔曼滤波

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快自旋小天体跨尺度光照不变匹配算法

深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 56-62页

作者：李帅李晋屹刘延杰邵巍黄翔宇青岛科技大学自动化与电子工程学院青岛266100 山东省深空自主着陆技术重点实验室青岛266100 北京控制工程研究所北京100094 空间智能控制技术全国重点实验室北京100094

小天体探测器附着过程中,图像存在尺度、视角和光照变化,传统特征匹配算法难以获得精准匹配。提出一种小天体跨尺度光照不变匹配算法。针对附着过程中图像存在尺度变化的问题,将全局注意力机制与空洞卷积相结合,构建尺度自适应调整模块... 详细信息

小天体探测器附着过程中,图像存在尺度、视角和光照变化,传统特征匹配算法难以获得精准匹配。提出一种小天体跨尺度光照不变匹配算法。针对附着过程中图像存在尺度变化的问题,将全局注意力机制与空洞卷积相结合,构建尺度自适应调整模块;设计视角不变特征提取模块解决特征匹配算法大视角变化下匹配正确率低的问题;结合自注意力机制与互注意力机制建立特征依赖关系,提取光照不变特征。利用谷神星及贝努的真实图像分别进行了实验验证,结果表明,本文所提出算法在大尺度、视角及光照变化下,特征匹配准确率达89%以上。

关键词：小天体特征匹配深度学习不变特征

一种基于分数技巧评分定义的降水预报跳跃指数及其应用

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气象学报 2024年第4期82卷 522-538页

作者：薛一迪黄向宇卢冰陈敏夏宇北京城市气象研究院北京100089 中国气象局城市气象重点开放实验室北京100089

基于CMA-BJ系统提供的2021年8月9日2套降水预报结果(业务数值预报模式和同化试验结果)和2022年6月4日、2023年9月17日的业务数值预报模式结果,结合定性分析,利用4种客观评价指标(不确定度、均方根误差、不一致指数和基于分数技巧评分(F... 详细信息

基于CMA-BJ系统提供的2021年8月9日2套降水预报结果(业务数值预报模式和同化试验结果)和2022年6月4日、2023年9月17日的业务数值预报模式结果,结合定性分析,利用4种客观评价指标(不确定度、均方根误差、不一致指数和基于分数技巧评分(FSS)定义的预报跳跃指数)对该系统降水预报不一致特征进行了定量评估。3次降水过程的分析结果显示:预报跳跃指数不仅可以识别出2021年8月9日和2022年6月4日业务数值预报模式结果中降水量预报明显减小的3个预报时次,而且对于降水过程预报相对稳定的个例(2021年8月9日同化试验和2023年9月17日业务预报结果),随着预报时次逐渐临近最新预报,该指数整体呈现波动上升或者数值较大、波动较小的特征,表明15个连续降水预报特征逐渐与最新预报趋于一致或者大体相似,与定性分析结果相对吻合。其他3种指数对于降水预报不一致问题的表征存在不足,不确定度和均方根误差显著受到预报降水量的影响,同时不确定度不能反映预报不一致的时间特征,不一致指数随预报时次逐时滚动变化较大,确定的预报不一致时次较多,与定性分析结果存在明显偏差。

关键词： CMA-BJ系统降水预报预报不一致定量评估

维普期刊数据库博看期刊

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CMA-BJ系统总云量预报性能检验评估

气象 2024年第9期50卷 1057-1070页

作者：张帅吴捷陈敏仲跻芹黄向宇卢冰杨扬北京城市气象研究院北京100089 中国气象局城市气象重点开放实验室北京100089 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

云是天气气候中最重要、最活跃的因子之一,对大气系统的辐射能量平衡和水分循环起到重要调制作用。对总云量进行有技巧的预报也为更好把握天气现象、预测光伏发电等新能源出力提供客观依据。中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA... 详细信息

云是天气气候中最重要、最活跃的因子之一,对大气系统的辐射能量平衡和水分循环起到重要调制作用。对总云量进行有技巧的预报也为更好把握天气现象、预测光伏发电等新能源出力提供客观依据。中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ)可提供我国逐小时高分辨率总云量预报产品,本文采用时间尺度分离的方法对其预报性能开展系统性评估,并对误差来源进行分析,从而为产品释用和模式改进提供参考。结果表明,CMA-BJ总体能够抓住总云量的空间分布以及日变化强度特征,在1~24 h时效预报和观测的总云量空间相关系数在各月均超过0.6,但在冬季(1月)对总云量和日变化强度存在较为明显的低估,全国平均云量负偏差达-0.133。随着预报时效的延长,模式对云量逐时变率的预报能力有所下降,预报第1至第4天的平均TCC分别为0.470、0.409、0.355、0.315,有技巧的预报可维持至48~72 h。诊断分析表明,模式中相对湿度偏小可能是造成总云量预报负偏差的主要来源之一,垂直速度预报偏差也是影响云量预报误差的重要原因。

关键词：总云量 CMA-BJ 性能评估

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大丝束碳纤维复合材料在风电叶片的应用

高科技纤维与应用 2024年第1期49卷 48-54页

作者：付东升黄翔宇中国石化上海石油化工股份有限公司上海200540

大功率风电机组尤其是海上风电大尺寸复合材料叶片对于材料的强度、耐疲劳性能及长期使用可靠性提出了更高的要求,高强度高刚度碳纤维增强复合材料拉挤板材为大尺寸风电叶片主梁结构提供了最佳解决方案。国产低成本大丝束碳纤维生产技... 详细信息

大功率风电机组尤其是海上风电大尺寸复合材料叶片对于材料的强度、耐疲劳性能及长期使用可靠性提出了更高的要求,高强度高刚度碳纤维增强复合材料拉挤板材为大尺寸风电叶片主梁结构提供了最佳解决方案。国产低成本大丝束碳纤维生产技术突破为碳纤维增强复合材料风电板材规模化应用奠定了基础,碳纤维/玻璃纤维(碳玻)混杂成型技术、碳纤维/聚氨酯体系拉挤成型技术为风电板材提供了更多可供选择的技术途径。本文结合上海石化48K大丝束碳纤维在风电领域应用研究成果及国内外风电板材新型技术进展,总结了大丝束碳纤维复合材料在风电叶片板材的应用途径。

关键词：大丝束碳纤维碳玻混杂聚氨酯拉挤成型