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利用有限元方法逼近飞行器轨道主动段扰动引力 总被引:9,自引:2,他引:9
为了克服引力位系数模型计算飞行器轨道主动段扰动引力所存在的计算量大,并且难以进行实时计算的缺点,提出利用有限元内插的方法对主动段扰动引力进行逼近。根据有限元分析中区域剖分插值的原理,采用了对飞行器轨道周围有限范围的空间区域进行有限元剖分的方式,计算出各剖分单元每个顶点处的扰动引力,然后利用剖分单元各顶点的扰动引力分量内插出飞行器轨道点对应的扰动引力分量值。计算过程和结果表明,这种方法能够快速、精确可靠地逼近飞行器轨道主动段扰动引力,满足了有关文献中所提出的要求。 相似文献
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针对地磁扰动期间大气密度变化造成的低轨目标较大的轨道预报误差,提出一种根据POES卫星观测的极光能量注入数据改进短期轨道预报的方法。分析表明CHAMP卫星的沿迹大气密度及轨道衰减与极光能量注入具有较好的相关性。通过线性回归方法,建立轨道半长轴衰减及阻力调制系数的修正公式,并使用修正后的阻力调制系数取代两行元(TLE)中的该系数带入SGP4模型进行位置预报。该方案考虑了外推过程中地磁扰动引起的大气密度响应,能更准确地反映外推过程中大气阻力对轨道的影响。将其应用到2008年CHAMP卫星和国际空间站的轨道预报中,结果表明,半长轴和位置的预报误差可分别降低50%和30%左右。进一步对不同年份、不同轨道高度的目标进行了预报误差修正的分析,验证了该方法的普适性。 相似文献
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本文以轨道摄动分析方法一阶理论为基础,其中大气阻力摄动采用数值积分方法,给出一种可利用各种大气模型进行轨道摄动分析的计算方法,并利用三种高层大气模型(CIRA-72,CIRA-86和DTM)和三个太阳活动水平(F10.7=100,150和200)分析比较了大气阻力摄动对高度为400km的空间站轨道漂移和寿命的影响,以及估算修正轨道漂移所需的能量。给出的定量分析结果将为空间站或航天飞行器的轨道设计和 相似文献
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高层大气模型对空间站轨道漂移和寿命的影响分析 总被引:2,自引:0,他引:2
本文以轨道摄动分析方法一阶理论为基础,其中大气阻力摄动采用数值积分方法,给出一种可利用各种大气模型进行轨道摄动分析的计算方法,并利用三种高层大气模型(CIRA—72,CIRA—86和DTM)和三个太阳活动水平(F10.7=100,150和200)分析比较了大气阻力振动对高度为400km的空间站轨道漂移和寿命的影响,以及估算修正轨道漂移所需的能量。给出的定量分析结果将为空间站或航天飞行器的轨道设计和能量估算提供依据。 相似文献
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针对自由返回轨道求解过程中地心轨道类型变化造成的B平面参数方法计算失败问题,提出一种基于P平面参数的自由返回轨道快速设计方法。首先,基于轨道半通径参数的普适性,给出了不同轨道类型的P平面参数定义,建立了以P平面参数为求解目标量的自由返回轨道求解模型。其次,给出了基于P平面参数的自由返回轨道快速设计方法,在构建的瞬时地月惯性系下,以平面双二体自由返回轨道作为初值,实现了高精度力模型下的自由返回轨道快速求解。对8种构型自由返回轨道的设计结果表明,P平面参数具有类似于B平面参数的大收敛域,且有效解决了轨道类型变化对计算的影响,可直接应用于中国后续月球探测任务轨道设计。 相似文献
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分布式卫星轨道构形的大气摄动分析及修正方法 总被引:5,自引:0,他引:5
在低轨道运行的分布式卫星受大气摄动的影响,其轨道构形很快遭到破坏,环绕卫星的相对运动轨迹中心不断发生漂移。本研究的目的在于建立一种降低大气摄动对分布式卫星轨道构形影响的补偿方法,以使分布式卫星的轨道构形能够更好地自然维持。研究基于考虑高度变化和太阳周日变化的大气密度模型,得出分布式卫星不同初始相位环绕卫星的长半轴摄动方程。并提出一种补偿大气摄动影响的长半轴修正方法。仿真结果显示,采用此大气摄动补偿方法能够在给定时间内大大降低大气摄动的影响,从而显著提高分布式卫星轨道构形的自然维持能力。 相似文献
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主要研究了在近亚毫米波段的大气传输特性,通过分析红外区和毫米波区的大气2模型,给出了亚毫米波段的大气传输模型参及加权项的表达形式。在吸收模型的理论的基础上,推导了以宏观气象条件为参变量的解析表达式,并由实验数据加权后的模型进行了验证分析,加权模型与实验数据基本吻合。在散射模型中,提出了以粒子的统计分布均值代替一般的密度分布,从而提高了计算精度。分别推导了Mie和Rayleigh散射系数求解的数学表 相似文献
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中止能力是载人登月出现故障时保障航天员安全返回地球的基础。针对混合轨道的中止需求,建立直接中止、多脉冲中止和借助自由返回轨道中止等三种中止方式的轨道计算模型。利用该模型,主要分析了中止轨道在能量需求(用ΔV表征)和返回飞行时间等方面的特性。研究结果表明借助自由返回轨道中止所需能量只相当于最短返回时间直接中止的约1%~5%,但其返回飞行时间在初始段约为最短返回时间的7倍,并随地心距的增加而减小,直至与最短返回时间相当;多脉冲中止在能量需求和返回飞行时间方面均介于两者之间。仿真实例验证了三种中止轨道的有效性。 相似文献
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汤锡生 《人造卫星观测与研究》1994,(2):1-13
在全面地研究了原来的Jacchia,1977大气模型之气,完成了对该模型的两次重大修订,这两个修订都是关于地磁活动引起的大气密度的变化,它们是在J77发表之后不久,由Jacchia本人所做的。为此作者更新了J77模型的程序版本。并对每一步修订进行了详细的数值试验。 相似文献
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为解决大气湍流造成成像质量严重下降的问题,提出一种抗大气湍流近红外计算鬼成像方法。计算鬼成像利用调制光场和物光总光强进行强度关联来获取图像信息,调制光场是决定成像质量的一个关键。利用湍流随时间和空间变化,将其作为计算鬼成像中的随机调制光场,通过功率谱反演法模拟强、中、弱三种大气湍流引起的相位扰动影响,并加载到光传播链路中完成抗大气湍流近红外鬼成像仿真分析。利用近红外相机作为探测器搭建计算鬼成像实验系统,并进行外场实验对提出的方法进行实验验证。仿真和实验结果表明,仿真三种不同强度湍流情况和外场条件下均能重构出目标物体的像,仿真图像信噪比分别为19.4 dB、24.2 dB和64.58 dB,表明了计算关联成像在近红外波段抗大气湍流的有效性。该方法结构简单,易于实现,可为近红外抗大气湍流探测提供一种技术途径。 相似文献
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面向载人登月任务需要,针对星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道设计问题进行了研究。在三体模型下对地月三维自由返回轨道进行了求解,得到了地月空间内的自由返回轨道分布情况。在二体模型假设下对近月段的三脉冲变轨进行了求解,给出了变平面机动的计算方法。进一步提出了两轮逐次优化修正策略,分别以高度和再入走廊为主要约束,采用内点法和SQP算法在高精度星历模型下对自由返回轨道初值进行逐次优化修正。之后,采用SQP算法在星历模型下对近月三脉冲变轨进行优化修正,得到了星历模型下的自由返回+近月三脉冲变轨地月转移策略。仿真校验结果表明本文提出的方法能够在给定约束下有效求解星历模型下具备自由返回能力的地月转移轨道,为载人登月任务的转移轨道设计提供参考。 相似文献
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研究J2摄动和大气阻力对低轨编队卫星相对位置的影响,在此基础上给出一种编队保 持方案。文中定量分析了J2摄动对编队卫星三轴相对位置的影响,给出了大气阻力对编队 卫 星相对轨道要素影响表达式。在同时考虑两种摄动力前提下,推导给出了x方向受摄动 的漂移量Δx与编队卫星轨道长半轴之差Δa的周期变化量之间的解析关系式,基于 该关系式,设计了单边极限环形式的卫星长期编队保持控制方案。最后通过数学仿真验证了 该方案的可靠性,仿真结果与理论分析相符。该控制方案在计算控制量时只需知道编队卫星 的轨道长半轴之差,容易实现,为工程实践提供依据。
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