卫星编队飞行动力学仿真及其应用

由若干颗小卫星编队飞行组成一个虚拟卫星，其功能相当或超过一颗大卫星，这将开拓小卫星一个完全崭新的应用领域。文章首先研究轨道动力学，系统地研究编队飞行三种动力学模型，其次进行定位卫星和区域导航系统两个实例数学仿真，分析研究各种数学模型的精度和它们的应用场合。  

航天器空间交会过程综合变轨策略研究

文章研究了空间交会远程导引阶段综合变轨问题的变轨策略方法和实用理论模型。文章首先简要描述了综合变轨的技术条件和策略方法；然后重点建立了多脉冲综合变轨的轨道动力学模型，并给出了数值求解方法；最后用自行开发的仿真程序进行了远程导引多脉冲综合变轨的算例仿真。仿真结果表明，该模型和算法具有工程实用性。  

行星际火箭和人造行星卫星的轨道设计问题

本文探讨行星际探测器和人造行星卫星的动力学模型,研究它们的运动轨道,给出飞行时间的近似式,并且从飞行时间和消耗能量二个方面对它们的轨道设计问题提出了一些新的看法.另外,文中还讨论了人造行星卫星的运动及其稳定条件.  

太阳帆飞行器轨道动力学分析

通过分析对轨道要素影响最大的加速度分量,使太阳帆总是位于光压力沿这个加速度方向的分量最大的方位。通过分析轨道要素调整时的相互影响关系,提出了同时修正多种轨道偏差的控制方案。对处于地球静止轨道上太阳帆飞行器的轨道调整进行了数值仿真。结果证明利用太阳光压力进行轨道调整是可行的,而且有利的太阳方位是进行快速有效的轨道调整的必要条件。  

卫星对空间目标悬停的轨道动力学与控制方法研究

首先，给出了卫星悬停的轨道动力学模型，然后提出了悬停轨道的一种“持续式”的开路轨道控制策略，即通过在一段时间对轨道实施连续有限推力控制，使得在这段时间内卫星运行在新的悬停轨道上，而非开普勒轨道。最后，以地球静止轨道卫星为目标星，研究了悬停轨道的实施途径，并进行了数学仿真。仿真结果表明，在一段时间内对空间目标实施轨道悬停是可行的。  

卫星编队飞行相对轨道动力学模型的比较及选用

基于动力学方法推导了几种编队飞行相对轨道动力学模型．分析比较了引力项线性化以及J2摄动引起的模型误差的数量级，给出了模型选取的参考准则以及适用条件，分析了不同模型的适用性．最后选取太阳同步轨道和静止轨道作为数值算例，选取合适的相对轨道动力学模型，验证模型选取准则的有效性．仿真结果表明一定范围内考虑^摄动能提高精度，而超出一定范围J2的引入只会增加复杂性，因此提出的模型选取准则对相对轨道动力学模型的选取有一定的参考价值．  

基于非线性模型预测滤波的微纳卫星定位方法

针对采用星载GPS(Global Position System)定位的LEO(Low Earth Orbiter)微纳卫星获得的位置速度数据不连续,而使用轨道动力学获得的连续的位置速度信息误差快速发散的问题,提出了一种基于非线性MPF(Model Predict Filter)的LEO微纳卫星定位方法,它采用非线性MPF预测的模型误差作为一步状态估计,同时使用GPS信息作为观测量,并与改进的扩展卡尔曼滤波组合,既可获得连续的卫星位置速度信息,又可获得相当于GPS单点定位的精度.仿真结果表明,此种方法可以有效地获得连续的微纳卫星位置速度信息,并且精度优于EKF(Extended Kalman Filter).  

《空间控制技术与应用》选题大纲

正一、总体设计1.系统理论、系统工程、系统集成与一体化设计2.控制系统方案设计3.先进的控制理论和方法(自适应控制、智能控制、鲁棒控制、模糊控制、变结构控制、最优控制等)4.系统建模、系统辨识和状态估计二、制导、导航与控制1.自主导航与组合导航技术2.姿态动力学和轨道动力学3.姿态测量和姿态确定技术4.挠性结构动力学和控制5.姿态控制和轨道控制6.交会对接与返回再入技术7.深空探测与着陆技术8.编队飞行与星座控制技术9.拦截器制导与控制技术10.机器人动力学与控制技术11.天基信息系统和空间安全12.制导、导航和控制系统物理仿真  

基于星间距离测量的高精度自主导航

研究利用地球卫星和月球卫星之间的测距信息进行自主导航的方法.基于三体摄动轨道动力学方程和星间测距信息,可以同时确定参与导航的地球卫星和月球卫星的绝对位置始位置误差较大的情况下,导航系统的定位性能会受到影响.为了解决这一问题,提出基于“星间测距＋紫外导航敏感器”的组合导航方法.采用该导航方法,能够在初始位置误差和紫外导航敏感器测量误差较大的情况下实现高精度自主导航.基于Cramer-Rao下界（CRLB）分析了组合导航系统的性能,并通过数学仿真验证了该导航方法的有效性.  

航天器双主动交会策略研究

从理论上分析了共面近地圆轨道上的航天器的远程双主动交会的问题.根据轨道动力学基本原理,导出各种情况下特征速度的解析解,为航天器变轨时的燃料消耗分析提供了依据.进一步探讨了航天器轨道转移过程中的时间策略,以保证在不同轨道上运行的航天器在同一时刻、同一空间位置交会.上述理论分析的仿真计算结果表明,双主动交会总特征速度和过程耗时都低于主被动交会情形,单星的燃料消耗大大降低,对大范围快速变轨,优势更加明显.