穿越式红外地平仪的月球干扰问题

引言穿越式红外地平仪在扫描冷空间和地球过程中,敏感出地球和冷空间的红外辐射差异而产生电信号,经处理后,得到必要的卫星姿态信息。因此,当地平仪扫描到空间任何一个星体(如太阳、月球)时,所接受的红外辐射能量如果与地平仪扫到地球时接收的红外辐射能量可相比拟,则地平仪即可敏感它们,并产生干扰信息。所以,地平仪设计中的一个重要问题是消除太阳和月球干扰。我国通信卫星红外地平仪的太阳干扰问题已有一些文章作了说明,这里不再赘述。     

地球扁率引起红外地平仪姿态量测误差的数学模型

本文讨论了地球扁率引起红外地平仪的姿态量测误差的数学模型，导出解析形式姿态误差计算公式，可在任意轨道根数和扫描轴安装角情况下用于误差补偿。算例表明，利用本文导出的解析公式与利用数值方法的计算结果完全一致。     

穿越式地平仪处理电路的最小输出噪声参数

针对微分方案处理电路的实用结构,假定地球信号为梯形波和地平仪内部噪声为白噪声,提出了求最小输出噪声参数的寻优程序,给出了计算结果并对它进行了讨论. 引言穿越式地平仪的输出量是两个时刻——“地入”和“地出”,它们的快变化分量称为输出噪声. 文献讨论了输出噪声(在该文中称为随机误差)同地球信号斜率、地平仪内部噪声及处理电路特性之间的关系,并在处理电路结构不受约束的前提下导出了能使输出噪声最小的处理电路特性.但是,此特性没有实用价值,原因是     

红外地平仪光学系统研究及其参数优化设计

本文对于地平仪光学系统的设计思想提出了一个新的观点,它把光学系统看做地平仪整系统的一个有机部分,分析了光学设计与整系统的弦宽变动误差和随机检测误差之间的关系。按照这种思想对于光学系统进行了理论分析和参数优化,给出了优化的光学系统参数及其重要性能指标。本文对于探索地平仪光学系统的设计方法是有益的。     

组合发动机空气预冷换热器动态特性的数值分析

基于守恒原理，导出叉流管－管型换热器非稳态传热过程的数学模型及相应的离散方程。利用隐式格式，求得组合发动机空气预冷换热器随时间而变的出口及壁面温度。指出此类动态计算若采用显式格式是极其费时的。对比解析解及显式方法的计算结果，表明隐式方法的解是有效可信的。所编计算机程序可用于发动机系统调式。     

红外地平仪姿态测量误差模型

分析得出地球扁率和红外辐射是扫描式红外地平仪测量误差的主要原因。针对地球扁率，基于方位角的确定，分别给出了滚动角和俯仰角的测量误差模型。在地球红外辐射方面，给出了确定地平仪扫人、扫出点位置的方法，进而给出地球红外辐射误差的计算方法。最后，通过算例，给出了有关仿真结果，对方法的有效性进行了验证。     

星敏感器与地平仪组合定姿建模与仿真

根据用星敏感器和地平仪组合的姿态确定算法建立的星敏感器和地平仪测量模型,以及采用的记忆衰减最小二秉滤渡的定姿估计模型,基于RT-LAB实时仿真平台和MATLAB/Simulink数字仿真平台进行了仿真.结果表明:星敏感器和地平仪组合定姿精度较高;用RT-LAB平台进行实时仿真具有方便、高效、精确和开放等优点.     

一种利用地球敏感器的星光导航方法

针对直接敏感地平的红外地平仪-星光导航系统精度低的问题,提出通过建立扁率误差补偿函数,研究扁率引起的姿态角测量误差;建立地心矢量的姿态角误差模型,通过修正地球扁率误差来补偿姿态角,对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同时基于SODERN地球红外辐射模型,考虑红外辐射强度随纬度和季节的变化建立真实红外辐射曲线,通过滤波算法获得精确的地球切线边缘的量测信息,提高红外地平仪测量精度。仿真结果表明,该方法有效提高了基于红外地平仪的星光导航定位方法的可靠性和精度,导航位置误差能达到500m左右,较原有系统提高3倍以上。     

基于地球扁率红外地平仪测量值修正算法研究

根据对地球扁率引起红外地平仪测量值误差修正算法进行了研究，椭球地球模型矢量投影关系得到了地球扁率修正函数和姿态角计算公式。由于地平穿越点由地球表面方程、地平平面方程和扫描圆锥锥面方程唯一确定，采用了递推方法解算出地平穿越点处的几何量，所得结果通过扁率修正函数对姿态角进行实时修正。所提算法简单，易于星载计算机在线实现，仿真算例验证了该方法的有效性。     

高超声速滑翔飞行器倾侧角影响分析

针对高超声速滑翔飞行器,利用理论推导和数值仿真的方法分析经典控制律中倾侧角对飞行速度、飞行高度、过程约束的影响。在平衡滑翔条件下,通过理论推导得出飞行速度、飞行高度、过程约束与倾侧角之间的解析式。仿真结果表明,理论推导的解析式具有较高的精度,解析解可以表征飞行速度、飞行高度和过程约束的变化规律。初始速度相同时,倾侧角越大,飞行速度、飞行高度、热流密度下降越快,动压和过载越大。在跳跃滑翔条件下,初始速度相同时,倾侧角越大,飞行速度下降越快,飞行高度和过程约束的波动变化幅度越小。     

红外地平仪摆动扫描装置自适应控制器的FPGA实现

本文介绍了红外地平仪自适应摆动控制器ＦＰＧＡ原理样机的有关研制结果。针对新型长寿命红外地平仪的摆动扫描控制装置，基于系统特征分析，提出了能跟踪摆动装置的固有频率、同时保证摆幅稳定的一套自适应控制方案，并且研制出ＦＰＧＡ芯片原理样机，最终通过了实验验证并得到满意的实验结果。     

基于灰色关联分析的重捕地球策略评价

根据卫星失控后的地平仪定姿法、地平仪+太阳敏感器定姿法和星敏感器定姿法三种重捕地球策略的工作模式和原理,选取成功率、捕获时间、轨道范围、控制精度、能量损耗、成熟度和可推广性七项参数建立了评价指标体系。基于定性与定量结合的原则,用灰色关联分析法评价了三种重捕地球策略。     

基于弹性体模型的微机械陀螺检测电容解析方法

以体微机械加工技术制备的音叉式振动型微机械陀螺为研究对象，以提高其检测电容的解析精度为目的，利用多自由度动态有限元解析理论，首次提出了基于弹性体模型的检测电容解析法。实现了考虑制备工艺、加工手段等引起的微陀螺结构缺陷造成的性能、品质变异仿真，以及面向微陀螺最终输出性能——检测电容的动力学特性与检测特性的分析。此方法基本解决了刚体结构微机械陀螺简化模型的低精度缺陷问题，为实现其多物理场工作环境的表征、结构拓扑形态的设计、复杂动态性能的仿真等工程化目标提供了可能。     

小卫星最佳温度动态范围热控设计方法研究

为探索低热惯性小卫星动态传热下的热控设计方法,首先建立双层集总参数模型,在得到温度时均量解析解的基础上,类比阻尼振荡系统,采用傅里叶变换法求解温度波动量解析解,从而建立周期变化外热流下温度动态变化与热控参数间的解析关系。以此为基础提出“最佳温度动态范围”热控设计新方法。对某型微小卫星进行“最佳温度动态范围”热控设计,并通过其在轨温度遥测量动态变化对该方法的准确性和可行性进行验证。     

基于最优控制解析解的直接入轨自适应制导律

研究了直接入轨飞行器基于最优控制解析解的显式制导问题。在入轨速度最大指标约束下,推导出了一种直接入轨飞行器基于最优控制理论的显式解析制导律,并对该制导方法进行了仿真验证。仿真结果表明,所得制导方法具有较高的制导精度和较强的自适应性和鲁棒性,同时该制导方法计算简单、计算实时性强,具有较好的工程应用价值。     

元数据的数据解析技术及在卫星设计中的应用

为解决卫星设计数据的实时采集、快速存储的要求,在航天器的数字化研制过程中,引入元数据的处理技术,目前已经形成大量元数据库。由于元数据特有的逻辑结构,元数据的业务还原、数据再利用方面存在瓶颈,提出一套统一的数据服务模型,用于元数据的数据解析,提高设计数据的检索、分析和再利用的能力。深入讨论了卫星设计元数据的解析策略,具体描述了统一数据服务模型的异步处理消息队列、插件式应用开发服务及派生的OLAP数据库的实现方法,并以卫星低频电缆网辅助设计系统为例,具体说明采用这种方法,实现元数据解析和利用的过程,验证了方法的可行性,在实际工作中获得了较好的效果。     

动态力测试数据处理及误差分析研究

分析了动态力测试系统的响应特性,找出了测试系统固有特性对动态力测试的影响规律,提出了一种动态力的测试数据处理方法。用该方法首先计算动态力输出曲线两个相邻零点之间的动态力均值,然后再求出该均值与动态力曲线上两个外侧交点之间的动态力均值,依此类推,迭代求得动态力的幅值、延迟时间等参数。对测试过程中误差的产生原因进行了分析并提出了减小测试误差的措施。结果表明,增加系统的阻尼振荡频率和动态力的周期,可有效降低幅值误差和延迟误差,从而对实际检测系统的设计和误差修正提供理论依据。     

空间豆荚杆机构收展过程的并行仿真计算

针对空间豆荚杆展开机构的设计,利用显式动态算法和高性能计算资源,对豆荚杆盘卷收拢和展开过程进行了非线性准静态仿真。为满足计算调试和多组工况带来的大规模计算需求,通过计算耗时、应力曲线和能量曲线的对比分析,确立了以提高加载速率为主的显式计算并行加速合理策略。计算过程和结果分析表明,动态仿真方法完全可以用来对豆荚杆机构的功能设计、结构改型和参数调整进行预知仿真,并为试验提供指导和参考。     

多级泵级间导叶的优化与数值仿真

级间导叶是多级离心泵的重要组成部件,对泵性能有重要影响。基于国内外研究提出了级间导叶的四种设计方法,分别为改进径向式导叶设计法、四条流线包围流道设计法、中间流线矩形扫描法和中间流线圆形扫描法。为某多级液氢泵分别设计一种径向式导叶和四种流道式导叶,验证了设计方法的可行性。对径向式导叶及四种流道式导叶进行了数值仿真研究,结...     

空间交会动力学和安全模式

本文首先导出空间交会相对运动方程并给出其物理解释,然后给出动力学方程的解析解,并分析其动力学性质,最后导出不碰撞安全区和位置保持点的表达式。选择适当初始条件可以求出安全区和保持点。