激光自动跟踪空间坐标测量系统的发展（一）

介绍了近十年来国外在激光跟踪空间坐标动态测量方面的研究成果，它集多种现代先进技术于一体，目前多应用于机器人领域，但应用的前景非常广阔，代表了计量学新的发展方向。下面将介绍球坐标法，三角法，多边法等多种测量方法，讨论单站，多站（双站、三站和四站）的测量原理及系统结构，还分析了各系统可能或已经达到到的精度及优缺点。     

光线跟踪长方体求交高效算法

基于Cyrus-Beck算法及长方体面上点的约束条件，提出光线跟踪中射线与长方体求交测试和运算法的高效算法，显著改善了光线跟踪条件下数控车前加工仿真图形生成速度。该算法具有通用性，适于射线与任意凸多面体的求交测试与运算。     

进口型线水平投影可控的变截面内收缩进气道设计

发展了一种进口型线水平投影可控的三维变截面内收缩进气道设计方法。基于反正切马赫数分布基准流场,在指定进口型线水平投影为椭圆和出口为圆的条件下,结合流线追踪和截面渐变技术设计了光滑过渡的内收缩进气道。在设计点(M_(ai)=5.4)和接力点(M_(ai)=4.0)对其进行数值仿真,计算结果表明,设计点时进气道的主要流动特性与基准流场基本一致,无黏时可以捕获98%的自由来流,喉道性能与基准流场基本相等。相对椭圆进口进气道,截面渐变的椭圆转圆进气道流场结构相似且性能下降较小,有黏条件下设计点和接力点时喉道总压恢复系数分别降低了2.9%和1.2%。此外,该进气道表现出良好的总体性能,接力点的流量系数达0.82。     

模锻件流线穿流的形成原因及预防方法

穿流是L型、U型、H型截面的模锻件容易出现的一种低倍缺陷。本文分析了产生穿流的原因,提出了避免锻件流线穿的措施。     

进口轴向和水平投影同时可控的内收缩进气道设计

为了满足两侧进气布局高超声速飞行器乘波前体与进气道一体化设计要求,基于特征线法和流线追踪技术提出了一种进口轴向投影和水平投影同时可控的内收缩进气道设计方法。采用该方法设计了进口轴向投影和水平投影均为超椭圆的内收缩进气道并在设计点(马赫数为6.0）对其进行数值仿真验证。结果表明:进气道进口轴向投影和水平投影均符合预期设计。进气道能保持基准流场的波系结构和沿程压力分布,无黏时可以全捕获来流,喉道截面性能与基准流场基本相等。有黏时,进气道也具有较高的压缩效率,流量系数和出口总压恢复系数分别为0.96和0.56。因此,上述设计方法可行有效。      

基于属性权重的关系数据库数字指纹算法

分析了在数字指纹系统中引入属性的必要性和可行性。介绍了基于属性权重的关系数据库数字指纹算法,适用于版权保护中的叛逆者追踪。通过把重要的属性赋予高的权重确保实现重要的属性多水印。最后,就抗同谋攻击等分析了算法的性能。实验证明该算法对于各种常见的攻击具有较好健壮性。     

新型通用进气道类复杂腔体结构电磁散射计算方法

 利用Unigraphics（UG）内部基于非均匀有理B样条（NURBS）的建模技术,采用UG二次开发,实现了在任意腔体中射线路径准确追踪,寻迹效率较高。提出一种射线追踪的新方法,解决了传统弹跳射线法（SBR）确定射线路径困难、精度不高和效率较低的问题。在此新方法基础之上开发了可以计算任意形状进气道类复杂电大腔体及角形结构雷达散射截面（RCS）的计算软件,实现了腔体建模与RCS计算的无缝集成,不用对腔体进行网格剖分,计算精度和效率都较高,使用方便,通用性好,具有较高的工程应用价值。使用该软件计算了圆形直腔、二面角和S形进气道的RCS,结果与其他方法吻合良好,具有比较好的计算精度。     

Fast solar radiation pressure modelling with ray tracing and multiple reflections

Physics based SRP (Solar Radiation Pressure) models using ray tracing methods are powerful tools when modelling the forces on complex real world space vehicles. Currently high resolution (1?mm) ray tracing with secondary intersections is done on high performance computers at UCL (University College London). This study introduces the BVH (Bounding Volume Hierarchy) into the ray tracing approach for physics based SRP modelling and makes it possible to run high resolution analysis on personal computers. The ray tracer is both general and efficient enough to cope with the complex shape of satellites and multiple reflections (three or more, with no upper limit). In this study, the traditional ray tracing technique is introduced in the first place and then the BVH is integrated into the ray tracing. Four aspects of the ray tracer were tested for investigating the performance including runtime, accuracy, the effects of multiple reflections and the effects of pixel array resolution.Test results in runtime on GPS IIR and Galileo IOV (In Orbit Validation) satellites show that the BVH can make the force model computation 30–50 times faster. The ray tracer has an absolute accuracy of several nanonewtons by comparing the test results for spheres and planes with the analytical computations. The multiple reflection effects are investigated both in the intersection number and acceleration on GPS IIR, Galileo IOV and Sentinel-1 spacecraft. Considering the number of intersections, the 3rd reflection can capture $99.12\%\text{,}99.14\%$, and $91.34\%$ of the total reflections for GPS IIR, Galileo IOV satellite bus and the Sentinel-1 spacecraft respectively. In terms of the multiple reflection effects on the acceleration, the secondary reflection effect for Galileo IOV satellite and Sentinel-1 can reach 0.2?$\text{nm}/{\text{s}}^2$ and 0.4?$\text{nm}/{\text{s}}^2$ respectively. The error percentage in the accelerations magnitude results show that the 3rd reflection should be considered in order to make it less than $0.035\%$. The pixel array resolution tests show that the dimensions of the components have to be considered when choosing the spacing of the pixel in order not to miss some components of the satellite in ray tracing. This paper presents the first systematic and quantitative study of the secondary and higher order intersection effects. It shows conclusively the effect is non-negligible for certain classes of misson.     

飞机表面绕射射线的寻迹方法

研究一种电子对抗特种飞机表面绕射射线的寻迹新方法.对飞机进行快速三维几何建模和表面网格剖分,并根据需要对几何模型的剖面和结点加密,生成飞机表面网格数据;选定寻迹区域,对飞机表面网格结点进行管理,根据费马原理,采用改进的动态规划方法,在飞机表面网格上快速、准确地实现任意源点和绕射接收点间的短程线计算;在此基础上,采用递归方法实现可视化的几何绕射理论(GTD)、一致性几何绕射理论(UTD)绕射射线离散寻迹.绕射射线离散寻迹为数值方法求解机身表面任意两点间的天线隔离度提供了条件.      

USO-KBR测距系统建模与仿真

K频段微波测距(KBR)系统是低-低卫星跟踪卫星(SST-LL)重力测量卫星的关键载荷之一,其性能直接影响地球重力场空间变化率的测定结果,而KBR系统中超稳振荡器(USO)的稳定度对KBR系统整体测距精度有着重要影响。文章根据双向测量载波相位对比原理和USO幂率谱模型,对KBR系统进行了建模。首先,描述了测距系统的基本原理、系统功能组成及适用于KBR系统的数学模型;然后,利用Matlab软件对"重力恢复和气候实验"(GRACE)卫星的KBR系统进行了仿真。仿真结果表明,采用该模型和方法后获得的双向测距中误差(RMSE)为9.81μm,与公布的GRACE卫星KBR系统10μm的中误差相符。文章为KBR系统的工程设计提供了仿真分析工具,可为工程应用提供设计参考。