用于气候监测的卫星数据构建

国家卫星气象中心自1978年开始接收、处理、存档各类卫星数据,至今存档数据已近1000TB。每日接收、处理和存档的实时卫星数据近2TB,丰富的数据为用户的科研和业务提供了数据基础。随着卫星的发展,已累计了一定观测时间的卫星观测数据,使得卫星数据在气候变化监测中的作用日益显著。让卫星数据在气候监测中发挥应有的作用,还需对长时间序列的卫星数据进行再处理。在再定标和精定位处理的基础上,根据气候监测需求研制稳定算法,获取气候监测所需的大气、陆地、海洋参数,是卫星数据用于气候监测的关键。本文主要介绍中国气象局现有的卫星数据资源,国际卫星气候数据集构建的发展现状,及国家卫星气象中心处理生成形成长时间序列卫星的产品在气候诊断中的初步应用。     

FPGA内嵌处理器的SoPC系统设计与分析

SoPC技术是在片上系统SoC技术的基础上发展起的,二者的共同点为将处理器、存储器、IYO接口等系统设计需要的功能模块集成到一个芯片上实现。相比SoC系统,SoPC系统还具有可编程性强、产品问世周期短等优点,在保证系统性能与灵活性、提高系统执行速度的同时又可显著地降低系统成本。在对SoPC技术进行概述的基础上．较为详细地介绍了一个基于FPGA内嵌PowerPC处理器的可编程片上系统的设计,利用软硬件协同设计技术．完成软硬件划分、软硬件设计、硬件综合、软件编译以及软硬件协同验证等工作,并结合SoPC技术的特点对其优势进行了分析,对其应用前景进行了探讨。     

聚醚醚酮/硅灰石/玻纤三元复合材料的制备及性能研究

研究制备了硅灰石含量不变、玻璃纤维含量增加和玻璃纤维含量不变、硅灰石含量增加两个体系的三元复合材料。考察了两个体系三元复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能以及尺寸稳定性和耐摩擦性能等。玻纤的引入可以更好地增加材料的模量,而硅灰石则对增加强度贡献更大。当硅灰石含量较低而玻纤含量较高时,硅灰石起到了异相成核剂的作用,促进了结晶,其结晶性能甚至高于纯树脂;而当硅灰石含量增加,由于形成了更紧密的堆砌,结晶性能急剧下降。三元复合材料具有非常好的尺寸稳定性和摩擦学特性。     

木星探测器轨道计算中的动力学

针对木星探测任务中轨道计算所面临的轨道动力学问题进行研究。首先，对木星探测轨道计算中涉及的时空参考系进行概述，比较了木星动力学时(TDJ)与质心动力学时(TDB)的差异；其次，对木星的定向参数模型及转换关系进行描述，给出了木星天球参考系与固联参考系的转换关系；再次，对木星探测器定轨计算中所需考虑的动力学模型进行讨论，提供了各类摄动加速度计算所需的公式；最后，对木星探测器JUNO的星历数据进行动力学拟合，检验了动力学模型的正确性。     

Halo轨道间转移的显式制导方法研究

将显式制导方法应用于地月系统L1平动点Halo轨道间的转移问题,用以克服动力学建模误差.通过等时间间隔计算到达目标点的需要速度,得到当前速度与需要速度的矢量差,称为速度增益,其模即为控制冲量.需要速度通过应用Sukhanov-Prado方法求解三体Lambert问题获得.采用圆限制性三体模型(CR3BP)设计标称轨道和进行制导计算,双圆模型(BCM)作为考虑太阳引力的摄动模型进行仿真.结果表明,所提出的方法针对模型误差简单有效、计算速度较快并且所需能耗小.     

双月旁转向轨道的动力学与建模研究

 双月旁转向轨道是实现“多任务、多目标”探测模式的理想工具,在以往的深空探测任务中得到了广泛的应用。首先,根据双月旁转向轨道的空间构型和特性,将其分为两大类：平面型和Backflip型;其次,基于“零影响球”和“CR3BP”两种模型,阐述了近旁转向轨道的基本原理;同时,讨论了平面型双月旁转向轨道的动力学特性和建模方法,并给出了其两类应用背景,与此相似,归纳了Backflip型双月旁转向轨道的原理和求解方法。对双月旁转向轨道开展的研究和分析工作能够为我国未来开展的行星际探测任务提供新的思路和参考。     

基于同波束干涉的空间三维相对位置测量研究

针对深空探测器相对位置精确测量需求,建立了空间三维相对位置测量模型,研究了基于单基线同波束干涉测量(Same-beam VLBI,SBI)的空间三维位置最小二乘解算方法。利用"嫦娥3号"着陆器的测控天线与定向天线的SBI实测数据,验证了测量模型与解算方法的有效性。结果显示:SBI干涉时延随机误差约0.225 ps(0.07 mm);测控天线与定向天线之间距离误差约0.216 m,方向误差约30.4°。该研究结果有望应用于后续深空探测任务譬如"嫦娥5号"器间高精度相对测量中。     

非等间距GM(1,1)模型研究

非等间距GM(1,1)模型是灰色理论中的重要组成部分。文章分别从数据变换生成方法、建模方法、背景值优化、初始条件优化、模型参数估计方法的优化、其他要素的优化和模型的拓展7个方面对近年来非等间距GM(1,1)模型的研究进展进行比较全面的梳理,明确了有待进一步研究突破的问题,并对非等间距GM(1,1)模型未来的研究方向和重点提出建议。     

一种立方星编队重构多脉冲机动规划方法

针对立方星轨道机动能力约束,提出一种基于相对轨道根数动力学模型的多脉冲机动规划算法。对于相对轨道面内各分量之间的控制耦合问题,基于“先控制相对形状、后修正迹向距离”的策略,提出了满足速度增量约束的多脉冲机动规划算法;分析了近地轨道 J 2 摄动和大气阻力摄动对相对轨道的影响,并基于线性化的状态转移模型提出了迭代优化策略,以降低立方星在摄动影响下的轨道机动误差。仿真结果表明,所提出的多脉冲机动规划算法在不同任务条件下均可获得有效的机动规划,迭代优化策略可有效地提高终点位置的精度,在基于高精度轨道递推搭建的任务仿真中也验证了算法的有效性,可用于立方星编队构建和重构任务。     

变结构控制的工程实现

采用左发换函数中引入控制的微分信号，并对切换函数设置死区，在死区内应用ＰＩＤ控制的方法，解决了一般变结构控制在工程实现中的颤振问题，最后通过一个平衡梁实际系统的控制实验，证明这种控制方法奶好的控制效果。