一种利用地球敏感器的星光导航方法

针对直接敏感地平的红外地平仪-星光导航系统精度低的问题,提出通过建立扁率误差补偿函数,研究扁率引起的姿态角测量误差;建立地心矢量的姿态角误差模型,通过修正地球扁率误差来补偿姿态角,对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同时基于SODERN地球红外辐射模型,考虑红外辐射强度随纬度和季节的变化建立真实红外辐射曲线,通过滤波算法获得精确的地球切线边缘的量测信息,提高红外地平仪测量精度。仿真结果表明,该方法有效提高了基于红外地平仪的星光导航定位方法的可靠性和精度,导航位置误差能达到500m左右,较原有系统提高3倍以上。     

无角速度测量的受扰挠性航天器姿态稳定控制

研究了无角速度测量信息挠性航天器在受到正弦干扰作用下的姿态渐近稳定控制问题.针对挠性航天器,为解决陀螺故障或无陀螺配置情形下无角速度测量的姿态控制问题,同时抑制正弦干扰影响,基于无源性方法和内模原理设计了仅依赖姿态测量的动态控制器,利用Lvapunov方法和LaSalle不变原理证明了无扰闭环系统的全局渐近稳定性,并对受扰系统进行了稳态分析,得出了稳定结论.数学仿真表现出所设计的控制律能较好的抑制干扰影响,渐近稳定受扰系统,验证了控制律的有效性.     

红外地球敏感器测量误差分析及修正方法

红外地球敏感器作为卫星平台重要设备，在对地指向、姿态测量和天文自主导航等方面发挥着重要作用，高精度的地球敏感器量对于提高卫星姿态控制和天文自主导航精度具有重要意义。本文通过分析地敏测量误差的影响因素，提出随季节变化的地球CO2辐射特性是影响地敏测量精度的重要因素;根据地球辐射模型构建了地敏测量修正方法，结合在轨实测数据分析验证，证明可以大大降低由地球辐射不均匀引发的误差，有效压缩地敏在轨测量误差。     

某卫星姿态角的确定和对测量部件的故障诊断

卫星三轴姿态的确定是对卫星进行姿态控制的基础,利用陀螺和红外敏感器互补的特性,并对测量所得到的数据进行处理,便可得到卫星姿态角的估计值。陀螺和红外地球敏感器是卫星姿态控制系统中关键的测量部件,两者的测量输出通过卫星运动学方程相关,有冗余关系,可以用于故障检测。本文对所设计的观测器进行了数值仿真,证实了其有效性,并直接利用所设计的观测器进行故障检测,首先得出陀螺和红外地球敏感器在各种故障下的输出残差曲线,然后分析陀螺和红外地球敏感器的不同故障对输出残差信号的不同影响,找出各种故障与不同输出残差的对应关系,从而确定发生故障的部件。     

电热膜技术在对抗红外成像制导中的应用

电热膜是一种新型的红外辐射热源,具有很多优点.对电热膜的工作原理、主要特点等做了概述,介绍了电热膜技术在对抗红外成像制导中的应用,包括用于红外仿真、变形干扰、红外假目标等,最后对其未来的发展趋势进行了预测.     

基于模糊控制技术的飞行器姿态控制系统设计

介绍了模糊控制技术的基本原理和设计方法,应用带修正因子的模糊控制技术设计了飞行器姿态控制系统,并进行了数学仿真.结果表明,该方法可以快速消除姿态角偏差,克服各种随机干扰,姿态角具有良好的动态响应特性.     

抗干扰重力加速度积分粗对准算法

针对强角运动和线振动干扰下捷联惯导无法根据陀螺和加速度计的输出直接计算姿态阵的问题,提出了抗干扰重力加速度积分解析粗对准算法。该算法利用陀螺跟踪载体在惯性空间的角运动,利用重力加速度矢量在惯性空间投影的积分作为参考矢量进行对准以隔离角运动干扰的影响。根据参考矢量的时域特性,采用最小二乘算法对包含线振动干扰的参考矢量进行拟合,利用拟合结果进行姿态矩阵解算以抑制线振动干扰的影响。仿真结果表明,该算法既具有角运动干扰隔离能力,又具有线振动干扰抑制能力,能在强角运动和线振动干扰同时存在的条件下迅速完成粗对准。
     

红外伪装技术对红外成像跟踪的干扰研究

较为详细地分析了红外干扰手段之一--红外伪装技术,首先介绍了红外伪装技术的干扰原则,接着分析了红外遮障、热图迷彩和红外变形伪装三种手段的干扰原理,最后利用仿真实例验证了红外伪装技术对抗红外成像跟踪的可行性,并对实验结果进行了分析.     

中国海洋一号卫星红外地球敏感器受日、月干扰的机理分析及软件保护措施

中国海洋一号卫星使用的红外地球敏感器为圆锥扫描式,根据轨道的特性和在星上的安装位置,信息输出要受到太阳光线和月亮反射光线的干扰。本文分析了圆锥扫描式红外地球敏感器在轨飞行中受太阳和月亮光线干扰的机理,并给出卫星在轨观测数据及理论分析和数学仿真结果,提出在轨运行中避免日、月光影响的保护措施。     

偏置动量卫星耦合通道外干扰力矩补偿方法

为实现偏置动量卫星滚动-偏航耦合通道外干扰力矩的前馈补偿,根据两通道的姿态动力学模型,从理论上分析了包括常值与周期干扰的外干扰力矩对滚动-偏航姿态的影响。由此导出飞轮前馈补偿项的数学表达式,并论证了引入外力矩对飞轮角动量进行卸载的必要性。仿真结果表明,该法能有效削弱外干扰力矩对星体姿态尤其是偏航姿态的影响,大幅提高星体控制精度。     

地球系统科学的发展及对地球观测的影响

随着人类活动的加剧与地球本身发展周期的影响,人类面临着愈来愈大的挑战。地球系统的全球化与对地观测技术的进步等推动了地球系统科学的产生和发展。为深刻认识全球变化,制订正确的政策,多个国家建立了对地观测系统。阐述了地球系统科学的主要内容,并以美国EOS和欧盟GMES为例,论述了对地观测计划及其发展趋势。     

基于地球椭球特性的红外地球敏感器测量值的修正算法

基于地球的椭球特性，讨论了对扫描式红外地球敏感器的测量值进行修正的问题。利用地球椭球的小扁率特性，给出了相应的一阶修正算法。与现有文献中的方法相比，给出的算法计算简单，具有较高的精度，仿真结果表明，对于中、低轨道而言该算法的精度优于0．01°     

寻找新地球

大家都知道,宇宙中只存在一个地球,但是不久的将来,可能会出现另一个新地球,接着又出现一个。 人类用了数千年的时间来研究地球,又用了几个世纪去探索与地球相邻的行星,宇宙视野一直在拓展。至今为止,天文学家已经确定的围绕除太阳以外的其他恒星旋转的行星已经有370多颗。     

Parametric study of the diversion of a near Earth object on an Earth intersecting trajectory

To date, NASA's “Near Earth Object Program” has discovered over 5500 comets and asteroids on trajectories that bring them within “the neighborhood” of Earth's orbit. Nearly 1000 of these objects are classified as “potentially hazardous,” passing within 0.05 astronomical units of Earth's orbit. Discovery rates of such threatening bodies increase each year. Given this multitude of threats, in addition to evidence that the planet has absorbed many impacts over its history, it is reasonable to assume that another object will strike the Earth at some point in the future. Consequently, researchers have studied and proposed several mitigation techniques for such an occurrence. This study seeks to determine how effectively the attachment of a tether and ballast mass would divert the trajectory of such threatening objects. Specifically, the study analyzes the effects over time of such a system on objects of varying orbital semimajor axis and eccentricity, using various tether lengths and ballast masses. It was determined that the technique is most effective for NEOs with high eccentricity and small semimajor axis, and that system performance increases as tether length and ballast mass increase.     

让地球成为设防的星球

外太空遍布小行星,它们肆无忌惮,常不按规则出牌,指不定哪一天就冲向了人类生活的地球家园。面对这样的潜在威胁,我们的措施在哪里呢?让地球成为设防的星球,这是人类的共同心愿。     

Earth as an extrasolar planet: Earth model validation using EPOXI earth observations

The EPOXI Discovery Mission of Opportunity reused the Deep Impact flyby spacecraft to obtain spatially and temporally resolved visible photometric and moderate resolution near-infrared (NIR) spectroscopic observations of Earth. These remote observations provide a rigorous validation of whole-disk Earth model simulations used to better understand remotely detectable extrasolar planet characteristics. We have used these data to upgrade, correct, and validate the NASA Astrobiology Institute's Virtual Planetary Laboratory three-dimensional line-by-line, multiple-scattering spectral Earth model. This comprehensive model now includes specular reflectance from the ocean and explicitly includes atmospheric effects such as Rayleigh scattering, gas absorption, and temperature structure. We have used this model to generate spatially and temporally resolved synthetic spectra and images of Earth for the dates of EPOXI observation. Model parameters were varied to yield an optimum fit to the data. We found that a minimum spatial resolution of ～100 pixels on the visible disk, and four categories of water clouds, which were defined by using observed cloud positions and optical thicknesses, were needed to yield acceptable fits. The validated model provides a simultaneous fit to Earth's lightcurve, absolute brightness, and spectral data, with a root-mean-square (RMS) error of typically less than 3% for the multiwavelength lightcurves and residuals of ～10% for the absolute brightness throughout the visible and NIR spectral range. We have extended our validation into the mid-infrared by comparing the model to high spectral resolution observations of Earth from the Atmospheric Infrared Sounder, obtaining a fit with residuals of ～7% and brightness temperature errors of less than 1?K in the atmospheric window. For the purpose of understanding the observable characteristics of the distant Earth at arbitrary viewing geometry and observing cadence, our validated forward model can be used to simulate Earth's time-dependent brightness and spectral properties for wavelengths from the far ultraviolet to the far infrared. Key Words: Astrobiology-Extrasolar terrestrial planets-Habitability-Planetary science-Radiative transfer. Astrobiology 11, 393-408.     

北斗系统地固系自主定轨算法

为避免传统惯性系自主定轨算法中的多次坐标转换,针对地固系分布式自主定轨算法原理及其中的关键技术开展研究。给出在地固系中进行自主星历生成的总体框图,推导了地固系自主定轨算法的基本方程,提出一种新的以地固系位置速度为状态量的状态转移矩阵解析计算方法并分析其计算量,证明了地固系自主定轨算法可以进一步降低定轨算法复杂度,且无需上注地球定向参数进行坐标转换。使用仿真数据和真实在轨测量数据的测试结果表明,提出的地固系分布式自主定轨算法与传统算法定轨精度相当,说明了所提算法的可行性,验证了星载自主定轨原型软件的有效性。