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相似文献
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1.
基于圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
针对星际探测中的借力飞行技术,基于圆型限制性三体模型,深入研究了全相位角情况下借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在圆型限制性三体问题的假设下,通过正向与逆向积分相结合的方法,给出了圆型限制性三体系统中,通过借力飞行实现逃逸与俘获以及顺行轨道与逆行轨道转变的条件,并以地月系统为例,给出了通过月球借力飞行实现地月系统俘获与逃逸的借力飞行参数选择区域。同时,也给出了通过月球借力飞行实现轨道类型转变的参数变化范围。最后,讨论分析了借力飞行高度、速度和借力相位角对借力飞行轨道能量变化量的影响,进一步揭示借力飞行自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。  相似文献   

2.
田百义  张熇  冯昊  张相宇  高博宇  周文艳 《宇航学报》2022,43(12):1587-1596
针对探测器在木星系统内多次借力的飞行路径和轨道优化设计问题,提出了一种基于三层优化思想的飞行路径规划方法,该方法可根据给定的任务约束和交会目标,自动搜索探测器在木星系统内的借力飞行序列,同时完成标称飞行轨道的优化设计。首先,文章在给定轨道动力学模型和木卫借力模型基础上,建立了面向木卫交会任务的两次借力飞行轨道优化设计模型和求解方法;然后,采用结合遗传算法、全局遍历和贪婪算法的三层优化设计思路,给出了一种环木飞行路径规划方法;最后,以木星四颗卫星的交会任务为例进行了仿真分析。仿真结果表明:针对木卫的交会任务,探测器速度增量需求随木卫借力次数的增多,呈现先显著减小后逐渐增大的现象;探测器采用多次木卫借力的策略,可显著降低探测器的速度增量需求;探测器速度增量达到最优之后,借力目标收敛于交会目标,且速度增量随借力次数的进一步增多而逐渐增大。  相似文献   

3.
DE算法在空间交会中的应用   总被引:1,自引:1,他引:1  
戴光明  李晖 《上海航天》2007,24(3):46-49
在第一次脉冲位置可变的条件下,用差异演化(DE)算法实现航天器双冲量交会的优化。根据C-W方程建立双冲量交会模型,用时间-能量加权法计算混合优化指标。给出了所设计DE优化算法的编码、生成初始种群、变异、交叉、辅助和选择等操作步骤。仿真结果表明,DE算法较基本遗传算法(GA)能更有效地获得最优解。  相似文献   

4.
基于椭圆型限制性三体模型的借力飞行机理研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
针对星际探测中的借力飞行技术,基于椭圆型限制性三体模型,深入研究了借力飞行 自由参数与借力飞行轨道变化之间的关系。在椭圆型限制性三体问题的假设下,通过正向和 逆向积分相结合的方法,重点研究了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行逃逸和俘获区 域参数变化的影响,同时分析了借力天体轨道偏心率和相位角对借力飞行实现顺行轨道与逆 行轨道转变区域参数变化的影响,并以地月系统引力参数为例,分析了借力天体分别对应不 同轨道偏心率和相位角时,前向和后向飞越情况下,借力飞行对轨道能量和角动量的影响, 总结出了相应的变化规律。这些研究对于借力飞行轨道的设计与应用具有重要的参考意义。
  相似文献   

5.
不同月球借力约束下的地月Halo轨道转移轨道设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
张景瑞  曾豪  李明涛 《宇航学报》2016,37(2):159-168
针对地月系L2点不同任务需求下的低耗能转移轨道设计问题,基于不变流形理论与混合优化技术,深入研究了不同月球借力约束与不同幅值Halo轨道的入轨点(简称HOI点)对转移轨道飞行时间与燃料消耗的影响,给出了HOI点选择策略。首先结合任务要求并考虑月球引力影响,在月球借力点施加不同约束条件,通过微分修正算法调整Halo轨道的稳定流形,设计月球到Halo轨道的转移轨道。采用遗传算法与微分修正算法相结合的混合优化策略,在同时考虑地球停泊轨道高度、倾角、升交点赤经与航迹角等多约束条件下,对燃料最优的地月转移轨道进行研究。最后,分析月球借力高度、借力方位角和不同HOI点对平动点转移轨道飞行时间与燃耗变化量的影响,对于考虑月球借力的地月平动点转移轨道设计与应用具有重要的参考价值。  相似文献   

6.
空间碎片防护结构设计优化理论方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
航天器空间碎片防护结构设计优化在国际上属前沿课题,防护结构设计优化理论方法是其关键技术之一。在防护优化理论模型及其优化算法研究方面取得了突破性进展,建立了综合各类典型防护结构构型的统一的防护优化数学模型,提出了解决防护优化问题的几种算法:混合遗传算法,改进的差异演化算法和混合差异演化算法。最后采用航天器防护优化算例对防护优化理论方法进行了测试考核,优化结果表明了本文工作的可行性和有效性。  相似文献   

7.
杨宇晓  周建江  陈卫东  张雷 《宇航学报》2013,34(7):1008-1013
为提高数据链的低被截获性能,提出了一种基于空间信息的射频隐身数据链最优能量控制算法。以数据链目标飞行区域的威胁因子为先验知识,基于数据链的实时空间信息,分析了影响数据链性能的各个参数,将辐射功率、开机时刻作为优化变量,以最小化辐射功率函数和最小化能量消耗函数作为目标,利用混合混沌粒子群优化算法对数据链通信模型进行优化,选取使两个目标函数最小的解作为最优解。仿真结果表明,算法与目前常见的数据链恒定功率辐射方法相比,在满足可靠通信的前提下,辐射功率较小,消耗能量较少,具有较好的射频隐身性能。  相似文献   

8.
借力飞行是减小星际探测任务发射能量和总的速度增量的有效途径,然而,借力飞行前后,探测器速度矢量转角的变化往往受到借力星体体积、质量等因素的影响,而不能达到理想的要求。若在借力飞行中引入气动辅助变轨,即气动-引力辅助转移(AGA),则这一问题可以得到有效解决。现通过对AGA转移轨道的分析,给出了AGA转移轨道设计的拼接条件,此拼接条件是对AGA转移轨道进行设计和分析的重要准则。同时还以探测Ivar小行星为例,提出了一种将绘制等高线图和圆锥曲线拼接相结合的设计AGA转移轨道的方法,并给出了设计探测Ivar小行星转移轨道的参数。数值计算表明:AGA转移方法不但可以降低远程星际探测任务的发射能量和总的速度增量,而且可以找到更多的探测机会。  相似文献   

9.
针对多四旋翼无人机编队队形保持不变情况下的航迹优化问题,在飞行过程中以图论方法为基础将四旋翼无人机编队看作一个虚拟刚体,将编队中的跟随无人机看作领航四旋翼无人机的约束来处理,优化过程中仅考虑领航四旋翼无人机的最大转弯半径约束、队形变换时间约束及转换而来的约束,并将编队飞行所需能量最小作为优化目标,求解多四旋翼无人机编队定时到达目标的航迹优化问题,然后基于Gauss伪谱法对领航四旋翼无人机进行航迹优化,将其转化成一个非线性规划问题。仿真结果表明,利用本文提出的算法可以获得一条平滑飞行航迹,满足定时到达目的地约束、多无人机性能约束和环境约束要求;所获得的航迹能安全绕过障碍物,提高了无人机编队的生存能力,有一定的工程应用价值。  相似文献   

10.
基于阻力与能量再入导引律,用改进的蚁群算法优化SLV再入阻力-能量关系剖面,其优化的性能指标为总吸热量最小,并采用LQR法跟踪参考弹道.仿真结果表明,优化方法简便易行,跟踪器性能良好.  相似文献   

11.
通向月球的路是漫长的。从现在起,有针对性地对空间探测理论与技术进行研究是非必需的。本文对月球探测轨道作一介绍,利用借力飞行和WSB转移,减少轨道机动所需的△V,从而减少发射费用,这对支持长期的持续的空间探测是非常必要的。离子推进推力器是空间探测用推进器的理想选择,应继续进行研究,并进行飞行试验验证。  相似文献   

12.
Missions to Halley's comet in 1985–1986 are discussed. They include pre-perihelion encounter, post-perihelion encounter, the utilization of Venus swing-by, one round mission in which the spacecraft goes the round of the Sun before the encounter and missions to the point beneath the perihelion of Halley's orbit. Technological feasibility of the small spacecraft is also discussed on the basis of the use of the improved version of M-3S launch vehicle.  相似文献   

13.
Radiation Risk Radiometer-Dosimeter E (R3DE) served as a device for measuring ionizing and non-ionizing radiation as well as cosmic radiation reaching biological samples located on the EXPOSE platform EXPOSE-E. The duration of the mission was almost 1.5 years (2008-2009). With four channels, R3DE detected the wavelength ranges of photosynthetically active radiation (PAR, 400-700?nm), UVA (315-400?nm), UVB (280-315?nm), and UVC (<280?nm). In addition, the temperature was recorded. Cosmic ionizing radiation was assessed with a 256-channel spectrometer dosimeter (see separate report in this issue). The light and UV sensors of the device were calibrated with spectral measurement data obtained by the Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE) satellite as standard. The data were corrected with respect to the cosine error of the diodes. Measurement frequency was 0.1?Hz. Due to errors in data transmission or temporary termination of EXPOSE power, not all data could be acquired. Radiation was not constant during the mission. At regular intervals of about 2 months, low or almost no radiation was encountered. The radiation dose during the mission was 1823.98 MJ m(-2) for PAR, 269.03 MJ m(-2) for UVA, 45.73 MJ m(-2) for UVB, or 18.28 MJ m(-2) for UVC. Registered sunshine duration during the mission was about 152 days (about 27% of mission time).The surface of EXPOSE was most likely turned away from the Sun for considerably longer. R3DE played a crucial role on EXPOSE-EuTEF (EuTEF, European Technology Exposure Facility), because evaluation of the astrobiology experiments depended on reliability of the data collected by the device. Observed effects in the samples were weighted by radiation doses measured by R3DE.  相似文献   

14.
月球探测器转移轨道的中途修正   总被引:11,自引:3,他引:11  
月球探测器的中途制导指的是在其转移轨道中途对轨道进行修正,使其按预定轨道飞行。本文研究的中途修正问题是确定所需的速度修正脉冲,使探测器不断接近标称轨道,并以预定状态到达月球,完成预定的飞行任务。本文首先建立中途修正的模型,其中月球和太阳的位置由DE405得到。然后,采用精确的数值积分方法找出满足预定条件(近地点高度、近月点高度及转移时间)的转移轨道。以该轨道作为标称轨道,分析中途修正所需要的速度修正脉冲与发射入轨时的初始误差(近地点速度误差、入轨高度误差、发射窗口误差等)和修正时刻的关系。最后分析两次中途修正的速度修正脉冲和修正时刻的关系,并得出适合的中途修正时刻。  相似文献   

15.
Time-optimal spacecraft slewing maneuvers with path constraints are difficult to compute even with direct methods. This paper examines the use of a hybrid, two-stage approach, in which a heuristic method provides a rough estimate of the solution, which then serves as the input to a pseudospectral optimizer. Three heuristic methods are examined for the first stage: particle swarm optimization (PSO), differential evolution (DE), and bacteria foraging optimization (BFO). In this two-stage method, the PSO-pseudospectral combination is approximately three times faster than the pseudospectral method alone, and the BFO-pseudospectral combination is approximately four times faster; however, the DE does not produce an initial estimate that reduces total computation time.  相似文献   

16.
从新体制卫星信号的特性出发,论述新体制卫星导航信号跟踪环路的一种实现方式,即三环双估计器跟踪环路的设计方法,并以一个仿真系统为例给出各项参数推导的详细过程,最终的仿真结果证明所述方法合理可行。  相似文献   

17.
饶大林  蔡国飙 《宇航学报》2010,31(3):793-797
提出一种改进的差分进化算法,采用一种“位变”方法计算收缩因子,该方法首先根 据适应值对种群排序,然后根据各个体的排列位置确定收缩因子;采用正态分布函数对算法 参数进行随机扰动来维持种群的多样性;该算法还提出一种新的变异算子,并将其与基本的 差分变异算子结合使用以提高算法的寻优精度。经过对多个Benchmark函数的测试、分析和 比较,结果表明该算法具有较高的收敛精度和较快的收敛速度。最后将该算法用于火箭发动 机涡轮气动优化,以较小的计算成本将涡轮气动效率提高了2.5%。应用结果表明该算法 适用于快速仿真优化问题,能有效地节约计算成本。
  相似文献   

18.
Recent planning for science and exploration missions has emphasized the high interest in the close investigation of small bodies in the Solar System. In particular in-situ observations of asteroids and comets play an important role in this field and will contribute substantially to our understanding of the formation and history of the Solar System.The first dedicated comet Lander is Philae, an element of ESA's Rosetta mission to comet 67/P Churyumov–Gerasimenko. Rosetta was launched in 2004. After more than 7 years of cruise (including three Earth and one Mars swing-by as well as two asteroid flybys) the spacecraft has gone into a deep space hibernation in June 2011. When approaching the target comet in early 2014, Rosetta will be re-activated. The cometary nucleus will be characterized remotely to prepare for Lander delivery, currently foreseen for November 2014.The Rosetta Lander was developed and manufactured, similar to a scientific instrument, by a consortium consisting of international partners. Project management is located at DLR in Cologne/Germany, with co-project managers at CNES (France) and ASI (Italy). The scientific lead is at the Max Planck Institute for Solar System Science (Lindau, Germany) and the Institut d'Astrophysique Spatiale (Paris).Mainly scientific institutes provided the subsystems, instruments and the complete, qualified lander system. Operations are performed in two dedicated centers, the Lander Control Center (LCC) at DLR-MUSC and the Science Operations and Navigation Center (SONC) at CNES. This concept was adopted to reduce overall cost of the project and is foreseen also to be applied for development and operations of future small bodies landers.A mission profiting from experience gained during Philae development and operations is MASCOT, a surface package for the Japanese Hayabusa 2 mission. MASCOT is a small (∼10 kg) mobile device, delivered to the surface of asteroid 1999JU3. There it will operate for about 16 h. During this time a camera, a magnetometer, a thermal monitor and an IR analytical instrument will provide ground truth and thus will even be able to support the selection of possible sampling sites for the main spacecraft.MASCOT is a flexible design that can be adapted to a wide range of missions and possible target bodies. Also the payload is flexible to some extent (with an overall mass in the 3 kg range). For example, the surface package is part of the optional strawman payload for MarcoPolo-R, a European asteroid sample return mission, proposed for ESA Cosmic Vision M-class.  相似文献   

19.
汤小为  汤俊  万爽  唐波 《宇航学报》2013,34(7):1001-1007
针对标准差分进化(Differential Evolution,DE)算法存在控制参数难以选取以及变异策略缺乏稳健性的不足,提出一种基于改进变异策略的自适应DE算法.该方法用随机选取子种群的最优个体替代全种群最优个体进行变异操作;然后采用柯西分布和正态分布分别对收缩因子和交叉概率进行扰动,并在进化过程中利用胜出个体自适应地递推调整参数分布.对五个典型Benchmark函数的测试结果表明:该方法在全局搜索能力、收敛速度和精度以及可靠性上比标准DE算法都有了大幅度提高.将该方法用于分布式孔径雷达的方向图综合问题,通过较少的仿真次数即可稳定的获得更低的旁瓣电平.  相似文献   

20.
本文处理了XPNAV-1先期公布的35组Crab脉冲星的观测数据,采用离散傅里叶变换(DFT)方法得到脉冲到达时刻(TOA)及其测量精度。利用英国Jordrell Bank发布的Crab脉冲星星历与美国JPL发布的DE200历表,得到的拟合前计时残差均方根(RMS)为1.14 μs,且不存在系统性趋势,从而验证了XPNAV-1观测数据的有效性。同时,得到了该观测数据时间段内Crab脉冲星的X射线和射电波段之间的零点相位差为0.04。本文还给出了建立脉冲轮廓时子相位间隔N的取值与计时残差的RMS之间的关系。  相似文献   

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