基于深度学习的航天器位姿估计研究进展

从在轨应用角度出发,对近年来基于深度学习的航天器位姿估计相关研究成果进行了综述。首先,对基于传统特征提取方法的航天器位姿估计研究进展与局限性进行了归纳梳理。在此基础上,引出基于深度学习的航天器位姿估计的重要意义,并聚焦公开比赛、数据集、姿态估计方法、开源模型等方面阐述基于深度学习方法在当前和未来的关键问题与解决途径。最后,从数据集逼真度、模型可部署、多任务域适应3个维度给出了相应关键技术后续发展的方向与思路。     

基于融合伽马变换全卷积神经网络的火星地貌分割方法

为了让火星巡视器在有限的寿命内能获得更多的科学产出,需要提高巡视器在火星表面的自主通过能力,而火星表面地貌类型是评估巡视器可通过性的重要信息。因此,提出了融合伽马变换的全卷积神经网络(FCN)火星表面地貌分割算法。首先,考虑对巡视器通过性的影响,确认地貌分类的类型,基于好奇号拍摄的火星地表图像Mars32K数据库,构建地貌分割数据集;其次,使用自适应伽马变换(AGT)对灰度单一的火星图像进行预处理,减弱了光照等因素干扰;最后,利用数据集训练一个FCN,以实现对火星表面地貌的分割预测。仿真结果表明:网络测试准确率达到83.03%,地形分割预测结果可靠,验证了方法的可行性。     

航天器构型重构技术研究进展与展望

航天器构型重构技术是航天器在轨服务等重大空间任务必须突破的关键技术之一,将对新一代航天器系统的设计与研发产生深远影响。首先,给出了航天器构型重构的内涵及分类;其次基于主结构变构型等多种典型技术,对构型重构技术的研究现状进行了系统的总结和探讨;随后基于标准化模块设计等方法,给出了航天器构型重构技术体系;接着从支持航天器故障排除等方面出发,对构型重构技术的应用前景进行了归纳;最后,总结了构型重构技术的总体研究进展,并对其未来发展进行了展望。     

某型机供气分配系统故障分析与设计改进

本文对某型机空调供气分配系统出现的问题进行了研究，通过运用流体仿真手段对供气分配系统的压力损失、温度、流量和流速进行计算分析，并与空调系统性能试验结果进行对比分析，选择合理的驾驶舱和客舱分配比例，最终确定了空气分配系统的改进方案，改进后的供气分配系统操作简单，维护方便，经试验测试性能满足空调系统设计要求。     

核热推进载人火星探测方案设计

针对载人火星探测任务，结合我国现有技术基础，提出我国载人火星探测方案，重点研究载人火星探测任务推进系统的设计。首先，综合考虑载人深空探测任务的约束，采用Pork-Chop图设计了适用于不同任务场景的转移轨迹；然后，参考我国空间站技术，基于核热推进系统设计了我国载人火星探测任务的飞船；最后，对核热推进系统的发动机台数和推力进行了优化，得到了适用于不同任务场景的最优推进系统组合方案。本文所研究内容为我国未来载人火星探测任务提供了有益参考。     

五棱镜面形误差对中心入射光线的转向角影响

针对五棱镜面形误差引起出射光线转向角误差，进而影响空间光电跟瞄系统多光轴标校精度的问题，提出了一种研究五棱镜面形误差对出射光线转向角影响的新方法。首先，在五棱镜不规则度较小的前提下，利用最佳拟合球面矢高适当简化了五棱镜的工作面模型，推导出了出射光线转向角计算公式，并将影响出射光线转向角误差的因素限定在了6个非独立随机变量的共同作用上。然后，结合五棱镜的典型应用场景，提出了一种降维分析方法，去除了6个变量间的相互关联，推导出了降维后的转向角误差计算公式。计算结果表明，该公式计算主截面方向和垂直于主截面方向上转向角误差的最大相对误差分别仅为2.14%和0.31%，完全符合精度分析要求。最后，通过试验对五棱镜进行了技术测试，结果表明：主截面方向和垂直于主截面方向上转向角误差的试验测试平均值与降维公式计算结果的偏差分别在±0.25″和±0.15″以内，这是完全可以接受的。因此，提出的简化模型以及降维分析方法均是可行的，为五棱镜面形误差的相关研究提供了一种新的研究思路与分析方法。     

电磁继电器二次释放机理分析及特征研究

针对电磁继电器存在的二次释放现象进行分析研究。首先运用小波理论对采集的波形进行数据处理,得到去除噪声干扰后的线圈电压和触点电压波形;然后通过对多种型号的电磁继电器进行测试,对比分析,发现电磁继电器存在二次释放的普遍特点,分析二次释放过程产生的机理,发现:二次释放时刻与常开触点电压上升时刻为同一时刻;继而对继电器的二次释放过程进行改善,减弱继电器的二次释放现象,并研究二次释放对继电器性能的影响,得出二次释放会导致继电器的释放时间延长,而且还会导致触点燃弧时间增加,使得继电器的寿命缩短。本文研究结论对改善电磁继电器动态性能有较大参考意义。     

基于虚拟目标的大气层内拦截弹中制导律研究

导引头侧窗探测技术的采用和大气层内气动力的存在要求针对该空域内目标的拦截弹于中制导末端,在零攻角的情况下将目标收入侧窗视场内,并针对目标的预测脱靶量为0,以满足中末制导交班和末制导弹道平直性的要求.基于此,本文从中制导末端的视场角约束和预测脱靶量为0出发,分析拦截弹中制导末端应达到的理想位置和运动状态,并据此设置虚拟目标和终端约束,运用最优控制原理设计针对虚拟目标的优化导引律.Matlab仿真结果验证了该方法能有效地保证交班条件和脱靶量要求的满足.     

非合作目标智能感知技术研究进展与展望

智能感知是实现航天器在轨精细化操控过程的关键技术，是在轨服务技术智能化的重点发展方向之一。空间目标智能感知包括位姿测量、三维重建与部位识别等关键技术，涉及小样本、多模态、模型适应与高维数据等问题。从工程应用角度出发，对非合作目标智能感知技术的研究现状进行系统的梳理与总结。首先，总结典型非合作在轨感知系统与光学敏感器技术的发展现状；其次，归纳总结了非合作目标智能感知涉及的关键技术；最后，基于研究现状总结和关键技术分析，探讨了非合作目标智能感知目前存在的主要问题，并给出后续发展的建议。     

基于联合检测-描述的火星表面特征提取方法

针对火星着陆光学导航过程中,传统的图像特征点提取算法在相机角度变化、光照条件变化等情况下,序列图像间的特征点提取与匹配鲁棒性差的问题,提出了基于卷积神经网络的联合检测-描述特征提取方法。首先,通过Blender获取模拟火星着陆过程的视频,使用稀疏重建方法,对模拟视频的图像和火星真实图像进行三维重建,建立了神经网络可用的训练数据集。然后搭建了卷积神经网络以处理图像数据,通过改进损失函数,联合特征描述符和特征检测器双重作用,获得了更准确的匹配结果。仿真结果表明,该方法在处理多视角、光照条件多变的火星表面图像方面,具有更好的特征提取结果,并在匹配测试阶段具备优于传统算法的性能。