航天任务飞行控制分析系统的设计和应用

介绍了一个基于windows环境下的多任务航天任务飞行控制分析系统的设计以及实际应用,该系统为任务分析人员、指挥决策人员在任务准备、实施中快速灵活地进行各种复杂条件下的航天任务分析提供了可视化的操作平台以及全面的图表和文字报告。系统采用数据库技术,为用户提供了各种航天器参数和测站参数等信息。文中介绍了该系统的软件结构、数学模型和功能设计,并给出了具体的仿真应用。     

月地返回轨道误差分析和第一次中途修正时机

分析了月地返回飞行过程中的误差因素和量级采用蒙特卡洛法和统计理论,定量分析了月地返回轨道入轨时刻误差、入轨状态误差、入轨控制误差、转移段定轨误差、中途修正控制误差等各种误差对轨道终端参数的影响。给出了月地返回轨道中途修正的计算步骤,然后以预期再入时刻和目标再入点为修正目标,采用微分改正法计算中途修正所需的速度增量。结合误差分析结果和测控条件,给出第一次中途修正时机的建议和一个具体算例,计算结果表明所提中途修正方法和策略可以修正入轨误差、定轨误差和控制误差的影响,使月地返回轨道可以按预期的再入时刻返回预定再入点。     

日凌的计算及其对神六任务的影响分析

从信道链路上分析了日凌对卫星通信的影响,给出了日凌计算的几何模型与计算方法,并用该方法计算了神舟六号发射前后的日凌情况,分析了日凌对神舟六号发射的影响。该计算方法比较准确,并在实际观测中得到了验证。     

航天器深空飞行中的遥控问题

分析了航天器深空飞行中与遥控工作密切相关的信息传输时延，分析了遥控工作面对的控制实时性、控制精度、控制验证等方面的问题；从遥控工作的控制方式、发令工作模式、遥控工作机制、发令时间补偿等方面提出了解决思路。     

DDN状态监控系统的设计实现

设计实现了一个用于解决DDN（Digital Data Net）网络管理不足之处的新系统——DDN状态监控系统．详细论述了该系统的设寸思路和软件结构,采用了数据库、网络轮询等一系列有效的技术手段来解决DDN网络管理的不足,指出了该系统的技术创新点。     

虹湾地区高分辨率成像轨控方案

为了获取分辨率更高的全月面图像数据,并对嫦娥三号任务预选着落区之一的虹湾地区进行高分辨率成像,“嫦娥二号”卫星提高了CCD立体相机的分辨率,并通过降轨机动进一步降低轨道高度,在远月点高度100km和近月点高度15 km的椭圆轨道(简称试验轨道)的近月点附近对虹湾地区进行高分辨率成像.由于卫星能源的限制,卫星在该轨道上不能长时间停留.为了保证成像质量,要求太阳高度角必须高于15°.另外,必须有足够的测控弧段来满足测定轨道精度要求.这些约束条件都对该轨道的控制实施方案设计提出了很高的要求.文章结合嫦娥一号任务的工程实践经验,基于中国自身的测控资源和测控条件,对试验轨道进行了特性分析,根据成像约束条件和测定轨要求,给出了试验轨道的控制计算方案,提出了固定开机时刻和燃料最优两种计算方法解算控制参数.计算结果和误差分析结果表明卫星在试验轨道内满足安全和成像要求,确认了该方案的正确性和可行性.     

利用FFT方法分析自旋目标RCS变化周期

提出了分析自旋稳定目标RCS（雷达反射截面积）变化周期的FFT（快速傅里叶变换）模型,并分段对特定的多个同类型目标做了算例分析,显示出相对其他目标,自旋稳定目标在起旋前频谱能量主要集中在极低频（0.5Hz以下）;在起旋后,除了在极低频部分有集中的能量,在某些频点附近可能会出现相对比较集中的能量。最后给出了该自旋稳定目标RCS变化周期的量化结果和适用性结论。     

月地转移轨道快速设计方法

月地转移轨道设计一般分为初步轨道设计和精确轨道设计.其中,初步轨道设计的准确性是确保后续精确轨道设计收敛的关键.提出了一种基于Lambert算法的月地转移轨道快速设计方法.以出月球影响球的时刻、位置和速度为中间变量,将轨道分为地心段和月心段分别进行计算.将探测器飞出月球影响球至指定再入点的地心段轨道简化为一个Lambert问题进行求解,提出了通过牛顿迭代法求解月地转移轨道Lambert问题的方法,避免了Lambert问题求解时大量的超几何函数和级数计算,提高了计算效率.在月心段轨道的快速计算中,提出了根据探测器出影响球速度矢量、月球停泊轨道倾角和近月点高度计算月心双曲线轨道根数的新方法.通过迭代计算,使得两段轨道在月球影响球处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束的双二体月地转移轨道.该方法计算速度快,精度相对较高.计算结果可以作为后续精确轨道设计的初值.      

大规模测控站集中监控技术研究

详细介绍了测控站设备监控的发展历程和现状，对大规模测控站实施集中监控的意义、集中监控涉及的主要问题以及实现的主要技术途径进行了阐述，并对集中监控功能的进一步拓展给出了相应的建议。     

月地转移轨道精确轨道设计

以基于Lambert算法的快速轨道设计结果为初值,开展精确轨道设计研究.通过对月地返回飞行阶段的摄动项和量级分析,建立了月地转移轨道的动力学方程,提出了一种双向嵌套循环搜索算法,采用该算法求解同时满足两端约束条件的精确月地转移轨道.该算法以出月球影响球的时刻和位置、速度为中间变量,一方面采用前向数值积分和微分改正法搜索满足地球再入端的轨道,另一方面采用后向数值积分并进行倾角和近月距修正得到满足月球端的轨道,通过这种双向嵌套循环,使得两段轨道在月球影响球边界处的位置和速度连续,从而获得一条完整的满足两端约束条件的月地转移精确轨道.最后以2017年1月26日出月球影响球作为返回窗口,给出了具体的设计算例,并通过STK软件仿真验证了程序的设计结果.