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静止卫星小推力多圈转移轨道间接优化

宇航学报 2017年第10期38卷 1041-1047页

作者：沈红新李恒年西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043

本文研究了电推进平台地球静止(GEO)卫星转移轨道优化问题。在动力学模型中考虑了地球J2项摄动,基于庞特里压金极大值原理(PMP)推导了时间最优变轨控制律及其一阶必要性边界条件,采用推力幅值延拓技术和牛顿下山法对最优控制两点边值问... 详细信息

本文研究了电推进平台地球静止(GEO)卫星转移轨道优化问题。在动力学模型中考虑了地球J2项摄动,基于庞特里压金极大值原理(PMP)推导了时间最优变轨控制律及其一阶必要性边界条件,采用推力幅值延拓技术和牛顿下山法对最优控制两点边值问题求解。仿真算例表明本文方法的有效性,相对已有结果性能指标可以提升5%左右。分析了静止卫星小推力多圈时间最优转移轨道要素变化特性,可供工程实际参考。

关键词：电推进地球静止卫星间接法两点边值问题轨道优化

脉冲推力最优轨迹的Hamilton边值问题

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宇航学报 2017年第7期38卷 686-693页

作者：沈红新西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043

针对大推力航天器的Hamilton边值问题(HBVP),提出一组基于变分法的通用方程,其中内点和其它端点(包括始、末端点)可以满足统一的方程形式,由此反映了更本质的边值条件解析结构。具体问题的最优性必要条件均可以从本文给出的通用方程中... 详细信息

针对大推力航天器的Hamilton边值问题(HBVP),提出一组基于变分法的通用方程,其中内点和其它端点(包括始、末端点)可以满足统一的方程形式,由此反映了更本质的边值条件解析结构。具体问题的最优性必要条件均可以从本文给出的通用方程中较方便地推出,避免了以往构造边值问题复杂繁琐的困难。仿真结果表明,本文方法可以保证有效、快速地获得大推力航天器的最优飞行路径。

关键词：边值问题最优性内点脉冲轨道

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考虑质量瘤的小天体平衡点位置与稳定性

清华大学学报（自然科学版） 2020年第3期60卷 227-232页

作者：姜宇中国西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043

该文以小行星2867 Steins为例,研究了质量瘤的变化对小天体平衡点的位置、拓扑类型和稳定性的影响。考虑了单层相似质量瘤、单层球形质量瘤、多层相似质量瘤和多层球形质量瘤等4种质量瘤的情形。发现质量瘤的存在可能会引起平衡点稳定... 详细信息

该文以小行星2867 Steins为例,研究了质量瘤的变化对小天体平衡点的位置、拓扑类型和稳定性的影响。考虑了单层相似质量瘤、单层球形质量瘤、多层相似质量瘤和多层球形质量瘤等4种质量瘤的情形。发现质量瘤的存在可能会引起平衡点稳定性和拓扑类型的变化。对于小行星2867 Steins来说,无质量瘤和有质量瘤情形的体外平衡点E4的拓扑类型和稳定性不同,前者对应的该平衡点是不稳定的,拓扑类型为Case 5;而后者对应的该平衡点是稳定的,拓扑类型为Case 1。相比无质量瘤情形,有质量瘤情形的体外平衡点的质心距更大,而体内平衡点的质心距更小。如果质量瘤位置、密度和体积基本相同,则质量瘤的形状变化对平衡点位置的影响可以忽略不计,同时质量瘤的形状变化对平衡点的拓扑类型和稳定性没有影响。该结果有助于理解内部结构的变化对小行星引力场环境的影响,可为小行星探测任务的引力场重构、轨道设计与任务可靠性分析提供参考。

关键词：质量瘤小天体地壳质量分布小天体结构相对平衡小行星

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一种空间目标翻滚周期估计的新方法

宇航学报 2014年第3期35卷 356-361页

作者：寇鹏牛威张瑞宇航动力学国家重点实验室西安710043 西安卫星测控中心西安710043

针对传统自相关和频谱周期估计方法常会出现虚假周期,提出一种基于非参数检验经验模态分解的周期估计方法。首先对空间翻滚目标的RCS序列进行形态学闭运算提取趋势特征,然后对闭运算后的RCS序列进行经验模态分解,对分解得到的每个本征... 详细信息

针对传统自相关和频谱周期估计方法常会出现虚假周期,提出一种基于非参数检验经验模态分解的周期估计方法。首先对空间翻滚目标的RCS序列进行形态学闭运算提取趋势特征,然后对闭运算后的RCS序列进行经验模态分解,对分解得到的每个本征模态函数(IMF)进行谱分析得到其IMF周期,最后基于非参数检验理论,对每个IMF周期进行分组求秩检验得到目标的翻滚周期。仿真和实测试验结果表明,该方法不仅能够克服虚假周期的影响,而且能够明显改善对翻滚周期的估计精度。

关键词：翻滚周期形态学闭经验模态分解非参数检验

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一种晨昏轨道卫星地球反照系数估计方法

宇航学报 2016年第1期37卷 68-73页

作者：李强洪涛林乐天高超王巧宇航动力学国家重点实验室西安710043 西安卫星测控中心西安710043

针对地球反照对太阳同步轨道卫星太阳电池阵输出电流的影响,首先比较不同降交点地方时卫星的太阳电池阵输出电流,分析其变化规律,然后选定晨昏轨道卫星作为研究对象,建立太阳电池阵输出电流模型与地球反照系数估计模型,利用最小二乘法... 详细信息

针对地球反照对太阳同步轨道卫星太阳电池阵输出电流的影响,首先比较不同降交点地方时卫星的太阳电池阵输出电流,分析其变化规律,然后选定晨昏轨道卫星作为研究对象,建立太阳电池阵输出电流模型与地球反照系数估计模型,利用最小二乘法估计电流参数与地球反照系数,最后结合不同季节、不同轨道高度卫星的遥测数据进行在轨验证。结果表明,对于轨道高度在1200 km以下的晨昏轨道卫星,地球反照系数在0.05以上;地球反照系数随轨道高度增加呈指数规律衰减,衰减系数约为0.002。

关键词：地球反照估计太阳电池阵电流太阳同步轨道晨昏轨道

基于样本紧密度的雷达高分辨距离像识别方法研究

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电子与信息学报 2014年第3期36卷 529-536页

作者：张瑞牛威寇鹏宇航动力学国家重点实验室西安710043 西安卫星测控中心西安710043

模板库是基于高分辨距离像(HRRP)进行雷达自动目标识别的关键。由于真实目标复杂的电磁散射特性及背景杂波的存在,基于传统平均HRRP模板库的目标识别方法的实用性能有限。该文分析了雷达目标HRRP样本集在单位超球面上的空间分布特征,构... 详细信息

模板库是基于高分辨距离像(HRRP)进行雷达自动目标识别的关键。由于真实目标复杂的电磁散射特性及背景杂波的存在,基于传统平均HRRP模板库的目标识别方法的实用性能有限。该文分析了雷达目标HRRP样本集在单位超球面上的空间分布特征,构建了"类心+紧密度球"特征模板库,定义了基于紧密度球的距离度量方法,最后提出基于样本紧密度的HRRP识别方法。基于公共MSTAR数据的实验结果表明该方法具有良好的工程实用性能。

关键词：雷达自动目标识别高分辨距离像姿态敏感性特征提取紧密度

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MEO非共振轨道导航星座摄动补偿控制

国防科技大学学报 2014年第2期36卷 53-60页

作者：钱山李恒年伍升钢西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室陕西西安710043

针对我国新一代全球导航星座长期构型维持控制问题,提出了MEO星座构型状态描述方法,分析了主要摄动力和轨道参数偏差作用下的星座构型演化规律,结合实测数据对稳定性规律进行了验证;研究了参数偏置摄动补偿控制原理,提出了一种改进的解... 详细信息

针对我国新一代全球导航星座长期构型维持控制问题,提出了MEO星座构型状态描述方法,分析了主要摄动力和轨道参数偏差作用下的星座构型演化规律,结合实测数据对稳定性规律进行了验证;研究了参数偏置摄动补偿控制原理,提出了一种改进的解耦控制方案,分析了星座部署时间对摄动补偿控制量的影响规律,得到了一些有益的关键性结论,为我国全球导航系统的星座构型设计和运控策略制定奠定了基础。

关键词：全球导航星座轨道摄动轨道控制星座保持稳定性

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航天测控网调度的混合构造启发式算法

系统工程与电子技术 2015年第7期37卷 1569-1574页

作者：刘建平李晶张天骄西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室陕西西安710043

针对航天测控网调度问题,提出一种基于混合启发式的解构造算法。与其他构造启发式算法不同的是,本启发式算法充分利用了我国航天测控网调度需求的特点,包括优先级、任务之间时间间隔要求和一个需求包括多个相同任务要求等,综合考虑了任... 详细信息

针对航天测控网调度问题,提出一种基于混合启发式的解构造算法。与其他构造启发式算法不同的是,本启发式算法充分利用了我国航天测控网调度需求的特点,包括优先级、任务之间时间间隔要求和一个需求包括多个相同任务要求等,综合考虑了任务局部和需求全局,融合最大可用窗口价值规则和最早可用窗口集规则。其优势在于通过动态选择构造启发式规则来提高求解质量。最后,通过仿真实验分析比较,该算法可以在不明显增加计算时间的基础上得到更高的初始解质量。

关键词：构造启发式航天测控网调度问题测控需求约束优化问题时间间隔

利用雷达散射截面积序列的特定航天器工作平台分类识别方法

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西安交通大学学报 2011年第12期45卷 53-58页

作者：牛威苏威郝培杰李少敏中国西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043 中国西安卫星测控中心西安710043

针对三维运动特性及雷达散射截面积(RCS)的姿态敏感性等因素影响航天器在轨运行识别的问题,结合特定工作平台RCS测量序列的典型特征,提出将每个观测弧段的RCS序列视为图像来提取边缘、骨架和密度等特征,再利用基于Hausdorff距离的图像... 详细信息

针对三维运动特性及雷达散射截面积(RCS)的姿态敏感性等因素影响航天器在轨运行识别的问题,结合特定工作平台RCS测量序列的典型特征,提出将每个观测弧段的RCS序列视为图像来提取边缘、骨架和密度等特征,再利用基于Hausdorff距离的图像匹配方法与特定工作平台上的航天器模板进行匹配识别,从而有针对性地实现了航天器的分类识别.实测结果表明,所提方法的分类正确率可高达85%,识别效果明显优于传统的统计和小波变换的方法.

关键词：图像匹配航天器模板匹配识别