低轨星座卫星通信系统的路由算法研究

低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星星座系统能保证全球范围内任何两个用户之间的实时通信,成为卫星通信研究的热点。由于LEO卫星相对地面高速运行,星座的拓扑结构快速动态变化,路由问题一直是LEO卫星网络重点解决的难题之一。文章基于准全球星星座系统,分析了LEO卫星网络的拓扑结构特点,重点研究了路由算法。文章采用首选最短路径和次选最短路径的路由算法,对准全球星星座和Courier系统的星间链路性能通过分析和仿真加以比较。     

固体火箭发动机射线检测仿真系统

针对固体火箭发动机,尤其是在其新型号产品的高能X射线照相检测中,缺少先验知识,工艺参数的确定和优化需要通过系列试验,时间长、花费大等问题,研究了固体火箭发动机X射线检测仿真系统。根据实际X射线检测物理系统建立了X射线源仿真模型、固体火箭发动机模型、胶片仿真模型,重点研究了基于STL样本模型的非点光源与多能谱投影的成像算法,其中针对求交速度问题提出了三维空间投影约束方法,并利用GPU并行技术实现了硬件加速,该方案相对于CPU投影计算有500～1000倍左右的加速比。实验结果表明,仿真投影与实际检测胶片影像结构性完全吻合,在10 GY剂量条件下仿真胶片与实际胶片测量黑度值曲线的趋势和数值范围吻合,黑度最大差值0.23。该系统能够应用于实际工程,为优化检测工艺参数和确定最佳检测方案提供技术支撑。     

西门子NX以Convergent Modeling实现产品设计又一重大突破

近日,西门子最新版NX软件（NX 11）的Convergent Modeling技术,实现了数字化产品开发领域的又一重大突破。这一全新的建模范例将极大地简化对小面、曲面和实体组合而成的几何体进行处理的工作,避免耗时的数据转换。     

行星际闪烁功率谱的Fresnel现象与太阳风速度

讨论了弱散射条件下行星际闪烁(IPS)功率谱的Fresnel现象。数值计算结果表明,无行星际扰动存在时,IPS功率谱的膝点频率仍是Fresnel频率,在日张角。ε≤35°的范围内,Fresnel振荡现象仍然存在,极小值所在频率与太阳风电子密度为一维结构薄屏近似的解析结果相差不大。行星际扰动存在时,功率谱的膝点频率并未改变,扰动区太阳风速度决定着Fresnel振荡出现的频率。     

飞向晕轨道的探测器轨道优化

晕轨道的稳定流形为从地球到晕轨道的转移轨道设计提供了便利．以往都采用在晕轨道上的目标点施加脉冲,这样,稳定流形只是为转移轨道的设计提供一个初始猜想,探测器并没有运行在稳定流形上,因而并未真正利用稳定流形节省燃料的优势．利用基于序优化理论的微分修正法,研究从晕轨道近地点稳定流形上不同点进入稳定流形所需要的燃料消耗,寻找燃耗最少的转移轨道．仿真表明,对于晕轨道近地点入轨,找到的稳定流形射入点机动比以往的晕轨道入轨点机动节省约33％的燃料消耗．此外,还对晕轨道上不同入轨点的入轨代价进行了研究,得到了晕轨道近地点入轨的最小燃耗解．     

大谜团：星际旅行

你想过什么时候人类能够像科幻小说里描述的那么轻而易举地到遥远的星球去旅行？你信也罢不信也罢,科学家现在很严肃地看待虫洞、时空扭曲和太空引擎这些概念。但要把这些幻想转化成现实就需要在以下三方面有所突破：推动力、速度和能量。尽管我们还不知道是否能够实现这些突破,但我们至少知道如何去寻找答案。     

飞得最远的旅行者-1——访“世界航天奖”获得者、“旅行者”项目首席科学家斯通

美国航空航天局(NASA)网站2013年9月宣布,于1977年发射的旅行者-1空间探测器已经进入星际空间。这是目前为止离地球最远的人造飞行器,也是第一个进入星际太空的人造物体,标志着星际探索新时代的到来。爱德华·C·斯通博士是"旅行者"项目的首席科学家,是旅行者-1最权威的发言人。斯通先生曾经担任过"旅行者"项目的NASA喷气实验室(JPL)主任,还是NASA另外9个飞行器项目的首席调查员。2013年9月23日,在北京国家会议中心举行的第64届国际宇航大会(IAC)上,现年77岁的斯通获得了国际宇航联合会(IAF)颁发的"世界航天奖",以表彰其对航天技术发展作出的特殊贡献。会后,本刊特约记者刘悦对斯通先生进行了专访。     

外星人一定像人吗？

2013年6月,有媒体报道说,有5个“外星人”乘着飞碟,穿越漫漫时空来到中国,在山东滨州被一个姓李的海产商用电野兔的电网电死了一个。李某还出示了他和“外星人”尸体的合影,据说还有视频为证,并已有专家列“外星人”取样做了研究。“外星人”有进行星际旅行的超高科技,居然还躲不过电网,这听上去过于荒唐,所以几乎没有人信,网上充斥着对此事的冷嘲热讽,迫使当地警方在第二天进行调查。结果不出意料,所谓“外星人”尸体是用钢丝做骨架,用骨胶等制成的。     

一种基于陨石坑拟合椭圆的着陆器位姿估计算法

针对星际着陆自主导航问题,提出一种利用陨石坑边缘曲线估计着陆器位姿的简便算法。该算法首先利用至少3条陨石坑边缘曲线及其对应的像曲线,建立关于着陆器位姿的几何约束方程;然后由克罗内克积和最小二乘算法,求取着陆器位置、姿态的解析解。该方法的优点在于,计算过程简单、快速。仿真结果表明,该算法可以较精确的估计着陆器位姿,鲁棒性好。     

基于地月合影图像的“嫦娥5T”指向校正算法

以"嫦娥5T"地月合影图像作为基本数据,提出一种基于信息融合的相机指向校正方法。首先利用形态分析从合影图像中提取天体的形心坐标,然后构建目标函数,通过优化算法估计相机的安装误差矩阵。该方法的典型优势是只需要利用单个相机对天体所成的单幅图像,便可快速确定相机指向。仿真数据和实测数据得到相机指向误差估计值的偏差保持在1%度量级,证明了算法的有效性。算法可以为实际工程任务和应用提供参考。