月球轨道交会任务的远程导引变轨策略研究

对国内外月球轨道交会远程导引段变轨策略的2~5脉冲变轨方案进行了比较分析,在考虑月球轨道交会飞行任务测控资源有限和航天器所带燃料受限等特点的基础上,确定了我国月球轨道交会远程导引段的变轨策略为4脉冲方案;并介绍了在4脉冲基线轨道方案的基础上,进行标称轨道设计和月面上升窗口初步分析的结果。研究结果可为我国月球轨道交会对接任务提供参考。     

IPS转移轨道设计技术

行星际高速公路（IPS）在未来深空探测中有着重要作用,转移轨道设计技术是IPS设计理论的关键技术之一。在系统综述和总结前人研究成果的基础上,首先分析了IPS的理论基础,然后从不变流形理论出发,研究了IPS转移轨道设计问题,重点分析了不变流形与出发天体停泊轨道不能相交的情况下,转移轨道的设计与优化方法。最后将IPS返回轨道分解为大气层外飞行段和大气层内飞行段分别优化,讨论了IPS返回转移轨道设计问题。     

中国海洋一号卫星技术方案

中国海洋一号卫星是一颗观测海洋水色和水温的试验业务卫星,有效载荷配置有十谱段水色扫描仪和四谱段CCD相机,与风云一号卫星采用一箭双星发射。卫星设计采用了CAST968小卫星平台技术。本文介绍卫星技术方案,内容包括技术指标、轨道、系统组成、工作模式,突出了卫星的技术特点。     

最新静止轨道移动通信卫星

随着卫星技术不断提高,卫星移动通信系统得到迅速发展。这些系统可分为低轨道、中轨道和静止轨道卫星移动通信系统。该文简要介绍一个最新的能支持个人手持机通信的静止轨道移动通信卫星。     

利用协方差矩阵研究有限多次点火时轨道转移误差

以低加速度从航天飞机的低地球轨道转移到对地静止轨道,需要有限多次点火。在这种情况下,轨道转移入轨误差的研究变得较为复杂。一般说来,协方差解析法不适用了,必须采用半解析法或数字法。本文经过论证指出,可以在近地点点火段采用半解析法,在远地点点火段采用解析法,从而可以节省大量计算时间。本文给出了近地点点火、远地点点火和轨道滑行段的传递矩阵,也给出了轨道元素协方差转换矩阵。文中还详细介绍了计算机程序的流程图和检验方法。最后给出了一个计算实例。     

基于普适变量法的火星探测器轨道初步设计及仿真

对基于普适变量的火星探测器轨道初步设计进行了研究。设计了地火转移轨道段、地球逃逸轨道段,以及基于B平面法的中途修正方法。绘制了2013年火星探测发射和到达能量等高图,将得到地火转移轨道的初始参数输入STK软件获得了空间真实摄动环境中的火星探测轨道。     

绳系卫星系统交会对接的应用与设计

文章介绍了绳系系统交会对接这项新技术在空间中的应用。主要包括:空间站利用系绳与航天器交会对接,实现为空间站提供各种供给;利用绳系系统与空间碎片对接,可回收或转移空间碎片,保护空间环境;利用一级或多级的绳系系统组成轨道转移系统,实现向地球同步轨道或火星轨道上转移和运送有效载荷。文章还介绍了绳系交会对接系统的设计,包括系统的一般控制方法和算法以及系统的结构设计。随着各项相关技术的发展,绳系卫星系统交会对接将发挥更大作用。     

太阳同步轨道卫星电源系统的研究与发展

本文介绍了一种太阳同步轨道卫星电源系统的设计方案。该电源系统由硅太阳能电池阵、镍镉电池组及控制装置组成,在风云一号试验气象卫星上得到成功的应用。最后讨论了太阳同步轨道卫星电源系统今后四十年的发展趋势。     

月球探测中通信跟踪(C&T)技术遇到的新问题

以技术成熟的GEO以下近地轨道的C&T技术为参照点,提出月球探测遇到的新问题———长时间、远距离地月转移轨道测量、环月轨道段测量和月面登陆段测量中的新问题,给出解决这些问题的合理方法。     

天地往返运输系统中的导航、制导控制系统

本文重点分析了天地往返运输系统对导航、制导控制系统的特殊要求,以及导航、制导控制系统在天地往返运输系统中的重要作用;导航计算中采用的主要计算公式、校准方法和制导控制函数适合应用的形式。文中简单说明四框架惯性平台系统的两种框架配置形式及捷联式惯导系统适合在轨道飞行段使用,并给出速率捷联系统解算姿态角的解算式;文中还说明在轨道飞行段采用星光技术的必要性和使用方法;以及以电子计算机为核心的电子系统冗余技术使用的必要性及冗余技术对计算机的使用要求。     

欧洲伽利略卫星导航系统进展（中）

2伽利略系统进展 2．1空间段 2．1．1伽利略卫星星座 伽利略卫星星座由30颗卫星组成（见图3）。这些卫星均匀分布在3个中高度地球轨道上．其星座构形为Walker27／3／1．并有3颗在轨备份星。卫星轨道高度为23616km．轨道倾角为560．设计寿命20年。     

软着月任务窗口与轨道设计方法研究

建立了一套应用于多约束条件下软着月任务的窗口计算以及轨道设计方法。针对经历发射 段、地月转移段、绕月段及动力下降段的月球探测器,综合考虑各个特征点的位置、光照、 测控等约束,结合轨道特性,采用着月点→近月点→入轨点→发射点倒推的方式,快速确 定探测器的发射窗口。在其中选择发射时刻后即可计算转移轨道的轨道根数初值,并搜索计 算精确轨道。该方法对于我国月球探测后期工程的发射窗口计算与轨道设计工作有较重要的 参考价值。
     

考虑环月交会约束的地月转移轨道设计

面向载人登月任务需要,针对着陆器地月转移轨道及环月停泊轨道设计问题进行了研究。结合月面着陆点约束条件设计环月交会轨道,分析环月停泊轨道受月球高阶引力场摄动的影响,并得到轨道根数漂移量关于不同停泊时长、不同远月点高度等因素的变化情况。以上述结果作为地月转移段的约束条件优化设计星历模型下地月转移轨道,并结合轨道根数漂移规律设计环月停泊段轨道及后续机动,从而实现转移-停泊-交会一体化轨道优化设计。在此基础上遍历不同发射时刻,搜索地月转移轨道发射窗口。该方法能够实现长时间环月停泊的着陆器转移-停泊轨道设计且可以满足大范围窗口的搜索需求。仿真校验结果表明提出的方法能够在给定约束下有效求解星历模型下着陆器地月转移及停泊轨道,为载人登月任务的轨道设计提供参考。     

航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

使神号航天飞机的飞行控制系统

本文介绍了使神号航天飞机的飞行控制系统目前的研究情况,它包括航天飞机的飞行程序,轨道与姿态控制系统及关键技术。     

深空导航系统状态描述形式的选取问题研究

深空导航系统的状态描述采用轨道六根数还是位置速度是一个重要问题。首先根据两种描述下的非线性特性和空间结构特性,研究了导航算法中涉及的状态方程、观测方程和导航系统适用的非线性Kalman滤波器。然后引入非线性强度理论,分析了两种描述形式对导航系统可观测性的影响,解释了描述形式不同时可观测性不一致现象。最后以深空巡航段导航为例对上述理论进行了仿真验证,结果显示基于适当的滤波器,采用轨道根数描述状态时的导航系统具有较高的导航精度和计算效率。因此深空导航特别是巡航段导航应优先使用轨道根数描述状态,但是在判断系统可观测性时要首先判断非线性强度问题。     

低加速度多次点火转移至对地静止轨道

近年来美国正在发展用统一推进系统实现同步卫星轨道转移。所谓统一推进系统是把用于轨道转移的推进系统与姿态控制和轨道保持推进系统设计成一体的推进系统。这种系统具有比冲高等许多优点。特别是它提供了低加速度的转移,从而可以在近地轨道展开大型卫星并对之进行检测,然后注入对地静止轨道。但由于转移加速度低,需要多圈轨道多次点火才能获得所需的速度增量,这将引起额外的推进剂损失。文中指出使推力矢量控制在当地地平方向并使之稍微偏出轨道平面是较实际的制导方法。若配合适当的加速度和点火次数,推进剂的损失可以忽略不计。文中详细介绍了运动方程和辅助方程,并给出了计算机算法。据此发展的计算机程序可很好地适应这类系统的设计。     

基于不变流形的小推力Halo轨道转移方法研究

利用动力系统理论中的不变流形概念设计向halo轨道转移的小推力轨道。首先,根据小推力发动机是否工作将转移轨道划分为上升段和滑行段。两个轨道段分别采用不同的动力学模型描述;并通过不变流形和Lyapunov反馈控制原理将整段轨道参数化;最后进行参数优化获得最优转移轨道。这种方法通过合理选择坐标系和利用反馈控制的方法,避免了由三体动力学模型以及最优控制问题的共轭方程所具有的极强的非线性带来的求解困难。具有很强的收敛性;优化过程的每一步中不包含迭代过程,计算速度快。并以从地球停泊轨道向日-地L2点halo轨道转移为例验证了此方法的有效性。这种方法对小推力动平衡点任务设计有着重要的实际意义。     

地球空间双星探测计划的进展

扼要介绍了地球空间双星探测计划的提出和目标、地球空间双星探测工程系统的组成和特点、双星轨道飞行试验的情况     

基于条件数的能观性度量方法及在自主导航系统中的应用

由于状态方程和观测方程的非线性,给自主导航系统的能观性分析带来了挑战。首先分析了 条件数在线性系统能观度定义中的合理性;然后,利用李导数求解出非线性系统 的能观性矩阵,并基于条件数给出了一种非线性系统的能观性度量方法;将其应用于地月转 移轨道,分别研究了地心视线矢量和月心视线矢量两种观测模型下自主导航系统的能观度; 进而,利用系统的能观度动态确定信息分配因子,结合扩展卡尔曼滤波建立信息融合自主导 航算法。仿真结果表明,本文提出的能观性度量方法能够反映不同观测模型下系统能观性的 变化情况,基于能观度的信息融合自主导航算法的轨道参数估计结果完全满足地月转移轨道 段的精度要求。